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Weit verbreitete digitale Signatur- und Public-Key-Verschlüsselungsverfahren wie RSA und ECC basieren auf mathematischen Problemen, die mit aktuell noch nicht verfügbaren Quantencomputern lösbar wären. In der vorliegenden Arbeit wird die effiziente Implementierung alternativer Kryptosysteme untersucht, deren Sicherheit auf schwer lösbaren Problemen in Idealgittern basiert und die noch nicht effizient durch Quantencomputer angegriffen werden können. Im Ergebnis kann nachgewiesen werden, dass gitterbasierte, asymmetrische Kryptosysteme hohe Leistung erreichen und effizient auf Mikrocontrollern und rekonfigurierbarer Hardware realisiert werden können. Zusätzlich kann gitterbasierte Kryptographie auch verwendet werden, um homomorphe Verschlüsselungsverfahren zu konstruieren. Da die notwendigen arithmetischen Operationen sehr aufwändig sind, wird ein auf rekonfigurierbarer Hardware implementierter Rechenbeschleuniger vorgestellt, der in einer Cloud-Umgebung eingesetzt werden kann. |
