Diplomová práce se zabývá tématikou kvantově odolné ochrany soukromí uživatelů a autentizace založené na atributech. V práci je popsána teorie v rámci prvních čtyř kapitol, které se zaměřují na postkvantovou kryptografii a její průnik do technologií PETs. V kapitolách 5 a 6 je pak představena praktická část v podobě návrhu a testování funkčního demonstrátoru, který realizuje kvantově-odolné schéma atributové autentizace. Celková odborná úroveň práce je velmi dobrá. Dosažené výsledky měření fází schématu v rámci demonstrátoru jsou přehledně prezentovány formou tabulek i grafů. Zadání práce je tedy splněno a přiložený praktický výstup v podobě webové aplikace představuje hodnotný přínos pro další testování PQC-PETs schémat. Aktivita studenta po celou dobu řešení práce byla velmi dobrá. Student pravidelně využíval konzultace a při psaní textu efektivně a přiznaně zapojil moderní LLM nástroje. Práce obsahuje vysoký počet zdrojů literatury (104), což prokazuje značný přehled a úsilí při studování problematiky. Práce vykazuje jen menší formální a překlepové nedostatky, které vzhledem k nadstandardnímu rozsahu 118 stran nesnižují její úroveň.

Práci doporučuji k obhajobě s celkovým hodnocením 94 bodů / A. Výsledný počet bodů navržený vedoucím: 94

Práce se zabývá analýzou a porovnáním postkvantových metod ochrany soukromí, konkrétně protokolů s nulovou znalostí, skupinových podpisů a atributové autentizace. Součástí práce je také implementace a výkonnostní analýza praktického demonstrátoru vybraného schématu atributové autentizace autorů Argo et al. Všechny deklarované cíle práce byly splněny.

Práce je rozsáhlá a jednotlivé kapitoly na sebe logicky navazují. V prvních dvou kapitolách se student věnuje úvodu do postkvantové kryptografie a ochrany soukromí. Ve třetí kapitole s názvem Analýza a porovnání vybraných kvantově odolných metod je uvedena rozsáhlá analýza postkvantových protokolů s nulovou znalostí (dále členěných na protokoly zk-SNARK a zk-STARK), skupinových podpisů a schémat atributové autentizace. K jejich vlastnímu porovnání však dochází až v kapitole 4. Zde autor definuje kritéria, na jejichž základě provádí podrobné porovnání a odůvodněný výběr schématu pro demonstraci. Souhrn v tabulce 4.1 porovnává vítěze jednotlivých kategorií, chybí však přehledná kombinovaná tabulka srovnávající všechna analyzovaná schémata uvnitř jednotlivých kategorií. Pátá a šestá kapitola se věnují popisu praktického demonstrátoru a jeho výkonnostní analýze.

V textu se objevuje drobná metodická neuspořádanost v kapitole 3.1.1. Student zde umístil odstavec o demonstraci rozdílů mezi klasickými a mřížkovými konstrukcemi mezi popisy jednotlivých mřížkových konstrukcí, avšak samotné rozdíly dále nekomentuje. Podobně je informace o porovnatelnosti zk-SNARK schémat umístěna mezi popisy jednotlivých konstrukcí, což narušuje plynulost výkladu.

Práce vykazuje velmi vysokou jazykovou úroveň téměř bez stylistických nedostatků. Zkratky jsou v textu (až na výjimku QKD) řádně zavedeny a jejich seznam je uveden na konci práce. Formální úprava je na velmi vysoké úrovni. Vyskytují se pouze drobné nekonzistence ve značení, například matice v rovnicích psané kurzívou a v textu tučně nebo nejednotnost zápisu M-SIS/MSIS.

Student velmi dobře pracuje s odbornou literaturou. Opírá se o velké množství zdrojů (104), z nichž převážnou část tvoří aktuální odborné články.

Po odborné stránce práce trpí několika dílčími nedostatky. Některé důležité pojmy nejsou v kontextu práce vysvětleny dostatečně důsledně, například NP, NP-těžké, NP-úplné, instance 2^6 nebo báze mřížky. Místy se objevuje nepřesné matematické vyjadřování, například pojem "nekonečná norma" nebo tvrzení "stupeň n vnořen do menšího podokruhu". Matematický aparát použitý při popisu schémat v kapitolách 3 a 5 je možná až příliš podrobný, ale zároveň není dostatečně přesný. Nejsou definovány všechny proměnné (například na straně 55 nebo 57) a dochází k záměně notace (usk/s). Od strany 75 se dále objevuje pojem certifikát, pravděpodobně místo do té doby používaného pověření.

Uvedené nedostatky však zásadně nesnižují vysokou využitelnost dosažených výsledků. Implementovaný demonstrátor schématu Argo et al. představuje plně funkční spustitelný systém pokrývající celý životní cyklus atributové autentizace. Student zvolené schéma nejen pochopil, ale také implementoval a přizpůsobil pro potřeby praktického demonstrátoru. Součástí práce je rovněž analýza paměťové a časové náročnosti jednotlivých fází. Výsledky jsou porovnány s referenční implementací autorů schématu a případné rozdíly jsou komentovány.

 

Celkově práce vykazuje řadu drobných nedostatků zejména v analytické části. Je však třeba zdůraznit, že náročnost tématu vyžaduje orientaci v rychle se rozvíjející oblasti postkvantové kryptografie a zpracování pokročilého matematického aparátu. Vzhledem k rozsahu práce, aktuálnosti tématu a velmi dobře zpracované praktické části proto i přes zmíněné nedostatky považuji práci za velice kvalitní. Otázky k obhajobě:

1. V popisu vydávání pověření uvádíte, že vydavatel ověřuje korektnost dat vložených do mřížkového závazku, aby uživatel nemohl podvádět. Co přesně tento kryptografický důkaz garantuje a které kontroly by musely být zajištěny mimo samotný protokol?
2. V závěru práce se zmiňujete o možnostech dalšího postupu, jako je implementace selektivního zveřejňování atributů nebo podpora revokace. Které z těchto rozšíření by podle vás bylo nejjednodušší realizovat a které by naopak mělo největší přínos pro praktické nasazení?

Výsledný počet bodů navržený oponentem: 88