Postkvantová kryptografie se zaměřením na hashovací algoritmy

Název práce: Postkvantová kryptografie se zaměřením na hashovací algoritmy
Autor(ka) práce: Halbych, Jan
Typ práce: Diplomová práce
Vedoucí práce: Ivánek, Jiří
Oponenti práce: Švarc, Lukáš
Jazyk práce: Česky
Abstrakt:
Tato práce se zabývá kvantovou hrozbou pro současnou kryptografii, se zaměřením na hashovací funkce, především SHA-256. Nejprve jsou vysvětleny základní principy kvantové výpočetní techniky: qubit, superpozice, kvantová provázanost, interference a kvantová hradla. Následně je analyzován dopad kvantových algoritmů Shorova a Groverova na asymetrickou kryptografii (např. RSA) a na hashovací funkce. Práce podrobně rozebírá konstrukci, bezpečnost a roli SHA-256 v moderních systémech, včetně Bitcoin protokolu (proof-of-work, Merkle stromy), TLS/HTTPS, eIDAS, ověřování integrity softwaru, DevOps pipeline a antivirových systémů. Zvláštní pozornost je věnována odolnosti hashovacích funkcí a hashově založených podpisů proti kvantovým útokům pomocí Groverova algoritmu. V závěrečné části jsou diskutovány realistické časové horizonty hrozby, modely rizika a praktické strategie migrace na post-kvantovou kryptografii v různých oblastech. Cílem práce je poskytnout přehled priorit o tom, které systémy a místa zůstávají relativně odolné a kde je nutné brzké či co nejdřívější řešení.
Klíčová slova: kvantový počítač; kvantová výpočetní technika; Groverův algoritmus; Shorův algoritmus; hashovací funkce; Bitcoin; TLS; kvantová hrozba; post-kvantová migrace; post-kvantová kryptografie; SHA-256
Název práce: Post-quantum cryptography with a focus on hashing algorithms
Autor(ka) práce: Halbych, Jan
Typ práce: Diploma thesis
Vedoucí práce: Ivánek, Jiří
Oponenti práce: Švarc, Lukáš
Jazyk práce: Česky
Abstrakt:
This diploma thesis deals with the quantum threat to modern cryptography with a focus on hash functions, primary SHA-256. It begins with an explanation of the fundamental principles of quantum computing, including qubits, superposition, entanglement, interference, and quantum gates. The impact of Shor’s and Grover’s algorithms on asymmetric cryptography (e.g., RSA) and hash functions. The work provides a detailed overview of the construction, security properties, and practical applications of SHA-256 in contemporary systems such as the Bitcoin protocol (proof-of-work, Merkle trees), TLS/HTTPS certificates, eIDAS, software/firmware integrity verification, DevOps pipelines, and antivirus solutions. Special attention is paid to the resilience of hash functions and hash-based signatures against quantum attacks using Grover's algorithm. The final section discusses realistic threat time horizons, risk models, and practical migration strategies to post-quantum cryptography in various areas. The aim of the thesis is to provide a prioritized overview of which systems and domains remain relatively resilient and where early or as soon as possible solutions are needed.
Klíčová slova: Grover’s algorithm; post-quantum cryptography; Bitcoin; TLS; quantum computer; quantum computing; Shor’s algorithm; hash function; SHA-256; quantum threat; post-quantum migration

Informace o studiu

Studijní program / obor: Podniková informatika
Typ studijního programu: Magisterský studijní program
Přidělovaná hodnost: Ing.
Instituce přidělující hodnost: Vysoká škola ekonomická v Praze
Fakulta: Fakulta informatiky a statistiky
Katedra: Katedra informačního a znalostního inženýrství

Informace o odevzdání a obhajobě

Datum zadání práce: 2. 10. 2025
Datum podání práce: 3. 5. 2026
Datum obhajoby: 5. 6. 2026
Identifikátor v systému InSIS: https://insis.vse.cz/zp/93797/podrobnosti

Soubory ke stažení

    Poslední aktualizace: