Integrating post-quantum cryptography (NTRU) in the TLS protocol

Abstract

We aim to integrate new “suites”, using post-quantum authentication and encryption tech niques, in the TLS protocol. Namely, this project is dedicated to integrating algorithms belonging to the NTRU family of cryptossystems in the OpenSSL library and in the Python package “Cryptography”. Even though all the algorithms included in this project have already been imple mented as part of their submissions to the NIST Post-Quantum Standartization project, currently there doesn’t seem to exist a way to perform prototyping and testing of these cryp tossystems in real-life use cases, and it would be interesting to create such tools. We also aim to test if these algorithms could be further optimized for speed and efficiency by comparing the reference implementations (submited to NIST and publicly avail able) with our own implementations that perform some required mathematical operations in a very efficient manner (by using specialized number theory libraries).

Pretende-se integrar novas “suites” no protocolo TLS que usem técnicas de autenticação e cifra na categoria de técnicas pós-quanticas. Nomeadamente, este projecto é dedicado à integração de algoritmos da família NTRU na biblioteca OPENSSL e na “package” Cryptography para o Python. Apesar de todos os algoritmos contemplados neste projeto já terem sido implementa dos no âmbito da sua submissão ao NIST Post-Quantum Standartization project, actualmente não parece existir forma de testar e prototipar estes criptossistemas em casos de uso realistas, e seria interessante desenvolver ferramentas que o permitam. Pretende-se também aferir se estes algoritmos podem ser optimizados em eficiência e velocidade de execução, comparando as implementações de referência (submetidas ao NIST e disponiveis publicamente) com as nossas implementações, que efectuam algumas operações matemáticas necessárias de forma muito eficiente (com recusro a bibliotecas de teoria de números especializadas).