Es wird erwartet, dass die Ergebnisse der Projekte zu einigen oder allen der folgenden Ergebnisse beitragen:

• Entwurf und Implementierung von Post-Quantum-Kryptographie (PQC)-Algorithmen, die resistent gegen Seitenkanal- und Fehlerangriffe sind;
• Optimierte Gegenmaßnahmen unter Berücksichtigung eines ausgewogenen Verhältnisses zwischen Sicherheit, Leistung und Kosten;
• Empfehlungen für die Implementierung von Gegenmaßnahmen für eine breite Palette von Angriffen, auch unter Angabe der verfügbaren und erforderlichen Hardware;
• Analyse neuer Angriffe oder Angriffskombinationen, die auch durch KI verbessert werden können und auf reale Bedingungen anwendbar sind.
• Entwurf von automatisierten Sicherheitsbewertungen für PQC-Implementierungen.

Die Sicherheit der Implementierungen von PQC-Algorithmen ist von entscheidender Bedeutung für die Wahrung der Vertraulichkeit, Integrität, Authentizität und Verfügbarkeit digitaler Informationen und Kommunikationen angesichts von Implementierungsangriffen, wie z.B. Seitenkanalangriffen unter Verwendung von Informationen aus dem Timing, dem Stromverbrauch, elektromagnetischer Strahlung, Fehlerangriffen, die den sicheren Betrieb des Geräts stören, und deren Kombination. Solche Angriffe, die möglicherweise durch den Einsatz von Deep Learning noch verstärkt werden, stellen eine erhebliche Bedrohung für (eingebettete und reguläre) Software- und Hardware-Implementierungen dar. In verschiedenen Anwendungsbereichen wie dem Internet der Dinge, Cloud-basierten Anwendungen und der Automobilindustrie führen Maßnahmen zur Verhinderung solcher Angriffe aufgrund der Komplexität der Algorithmen derzeit zu einem erheblichen Ressourcenaufwand, und die Sicherheit bleibt angesichts der begrenzten Erforschung verschiedener Angriffsflächen unklar. Gegenmaßnahmen, sofern sie verfügbar sind, können erhebliche Auswirkungen auf die Laufzeit und den Speicherverbrauch haben. Die Resistenz von PQC-Implementierungen gegenüber Implementierungsangriffen ist ein immer häufiger auftretendes Anliegen der Kunden, insbesondere bei der Suche nach dem richtigen Gleichgewicht zwischen Sicherheit und Leistung.

Die Bewertung der Sicherheit von PQC-Algorithmus-Implementierungen gegen Seitenkanal- und Fehlerangriffe ist angesichts der nachgewiesenen Schwachstellen von entscheidender Bedeutung. Verschiedene Gegenmaßnahmen wie Maskierung, Mischen, zufällige Taktung, zufällige Verzögerung, Kodierung mit konstantem Gewicht, Code-Polymorphismus, Kontrollflussintegrität und Neuberechnung kritischer Operationen können eingesetzt werden, um diese Angriffe zu entschärfen. Synergien zwischen spezifischen Gegenmaßnahmen und dem Design kryptographischer Systeme sind für die Prä-Quantum-Kryptographie verfügbar, müssen aber für die Post-Quantum-Kryptographie untersucht werden.

Vorschläge sind willkommen für die Entwicklung von Lösungen, die vor solchen Implementierungsangriffen schützen, und zwar zu angemessenen Kosten und unter Minimierung des Leistungsverlusts bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der erforderlichen Sicherheit. Außerdem sind Vorschläge für die Analyse neuer Angriffe oder Angriffskombinationen willkommen, die auch durch den Einsatz von KI für Security-by-Design-Ansätze beim Entwurf von Post-Quantum-Kryptosystemen unterstützt werden. Die Aktivitäten können auch zur Entwicklung von Testmethoden und Frameworks für automatisierte Sicherheitsevaluierungen für Korrektheit und Resistenz gegen Remote-Seitenkanalangriffe für reguläre Software und für Korrektheit und Resistenz gegen eine breite Palette von Implementierungsangriffen für eingebettete Software und Hardware führen.