McEliece cryptosystem based on Plotkin construction with QC-MDPC and QC-LDPC codes
在本文中，我们提出了一个新的变体的McEliece密码系统使用两个家庭的准循环码：低密度奇偶检验码（QC-LDPC）和中等密度奇偶检验码（QC-MDPC）。由于LDPC码的对偶中的低重量码字，这类码容易受到对偶码攻击，使得其不适合与McEliece密码系统一起使用。然而，在我们的建议中情况并非如此，并且通过使用（U| U + V）构造来级联LDPC码与MDPC码。我们将证明，我们提出的密码系统可以承受双重代码和通用解码攻击，并可以减少公钥利用准循环属性和Plotkin建设。
2022-12-02 cs.CR
McEliece Cryptosystem Based On Extended Golay Code
随着技术的不断进步，预计量子计算机的出现可能会打破目前使用的许多公钥密码系统。它将谈判通信的保密性和完整性。在这方面，我们有隐私保护器（即后量子密码学），它可以抵抗量子计算机的攻击，处理在传统计算机上运行的密码系统，并且可以抵御量子计算机的攻击。基于代码的密码学的实践是安全性和效率之间的权衡。在本章中，我们探讨了基于扩展Golay码的最成功的McEliece密码系统[24，12，8]。我们已经研究了在McEliece密码系统中使用扩展Golay码代替通常的Goppa码的影响。此外，我们已经实现了基于扩展Golay码的McEliece密码系统使用MATLAB。推广的Golay码有着广泛的实际应用。使用扩展Golay码的主要优点是它具有长度为24的码字，8的最小汉明距离允许我们检测7位错误，同时校正3个或更少的错误，并且可以以高数据率传输。
2018-11-15 cs.CR
A Lightweight McEliece Cryptosystem Co-processor Design
由于量子计算机的快速发展及其对错误的敏感性，人们对纠错算法重新产生了兴趣。特别地，基于纠错码的密码系统已经重新出现作为非常期望的编码技术。这是因为大多数经典的非对称密码系统在量子计算时代都会失败。量子计算机可以有效地解决许多整数分解和离散对数问题。然而，基于代码的密码系统对于量子计算机仍然是安全的，因为即使在这些计算系统上，线性代码的解码仍然是NP难的。一种这样的密码系统是基于McEliece码的密码系统。最初的基于McEliece码的密码系统使用二进制Goppa码，Goppa码以其良好的码率和纠错能力而闻名。然而，它的密钥生成和解码过程具有很高的计算复杂度。在这项工作中，我们提出了一个设计和硬件实现的公钥加密和解密协处理器的基础上的一个新的变种McEliece系统。该协处理器利用非二进制正交拉丁方码的优点，实现了更小的计算复杂度，硬件成本和密钥大小。
2019-08-25 cs.CR
McEliece-type Cryptosystems over Quasi-cyclic Codes
本文研究了基于代数编码理论的准循环码上的McEliece型密码系统。本论文的主要目标是构造一个抗量子傅立叶采样的密码系统，使其具有量子安全性。提出了一种新的基于速率$\frac{m-1}{m}$准循环码的Niederreiter密码体制，由于其隐子群的不可否认性，该体制对量子傅立叶采样是安全的.由于自同构群上的两个约束：小尺寸和大的最小度，实现了不可压缩性的证明。除此之外，我们还提出了一类自同构群极小度大、码长小的$\frac{1}{m}$准循环码。
2018-05-25 cs.CR cs.DM cs.IT
On Decoding Schemes for the MDPC-McEliece Cryptosystem
最近，它已被证明如何McEliece公钥密码系统的基础上，中等密度奇偶校验（MDPC）代码允许非常紧凑的密钥相比，其他代码的基础上的变种。在本文中，经典的（迭代）解码方案的MPDC码被认为是。该算法进行了分析，就其纠错能力，以及他们的弹性对最近提出的基于反应的密钥恢复攻击的变体的MDPC-McEliece密码系统的郭，Johansson和Stankovski（GJS）。提出并分析了新的消息传递译码算法。两个建议的解码算法有一个改进的纠错性能相比，现有的硬判决解码方案，并对GJS反应为基础的攻击的算法的参数进行适当的选择是有弹性的。最后，提出了一种改进的置信传播解码算法，该算法能够抵抗基于GJS反应的攻击。
2018-01-17 cs.CR
Skew differential Goppa codes and their application to McEliece cryptosystem
定义了一类线性码，它将经典的Goppa码推广到非交换的情形。设计了一种基于非交换密钥方程解的高效译码算法。我们展示了如何这些代码的参数，当字母表是一个有限域，可以调整，提出一个McEliece型密码系统。
2022-07-28 cs.CR cs.IT math.IT
Variations of the McEliece Cryptosystem
McEliece密码系统的两个变化。第一种是基于经典McEliece置乱过程中的列置换的松弛。这是以这样一种方式完成的，即可以控制在加密过程中添加的错误的汉明权重，使得有效的解密仍然是可能的。第二种变体是基于使用空间耦合的中等密度奇偶校验码作为密码。这些代码以其出色的纠错性能而闻名，并允许密码系统中相对较低的密钥大小。对于这两种变体的安全性相对于已知的攻击进行了讨论。
2017-04-28 cs.CR cs.IT math.IT
Soft McEliece: MDPC code-based McEliece cryptosystems with very compact keys through real-valued intentional errors
我们建议使用实值错误，而不是经典的位翻转故意错误的McEliece密码系统的基础上的中密度奇偶校验（MDPC）码。这允许最大限度地利用这些代码的纠错能力，通过使用软判决迭代解码算法，而不是硬判决位翻转解码器。然而，使用实值噪声产生的软可靠性值也可以被攻击者利用。我们设计了新的攻击程序，针对这一点，并计算相关的工作因素和安全级别。我们表明，对于一个固定的安全级别，这些新的系统实现了有史以来最短的公钥大小，减少了25%，相对于以前的建议。
2016-06-03 cs.CR cs.IT math.IT
An efficient attack of a McEliece cryptosystem variant based on convolutional codes
Löndahl和Johansson去年提出了McEliece密码系统的一个变体，它用卷积码取代了Goppa码。这种修改应该使结构攻击更加困难，因为该方案的公共生成矩阵包含完全随机生成的大部分。他们提出了两种这种方案，其中之一是采用Goppa码并通过添加时变卷积码的生成矩阵来扩展它。我们在这里表明，该方案可以成功地攻击，通过寻找低重量的码字在该方案的公共代码，并用它来解开卷积部分。它仍然是打破这个计划的戈帕部分，可以在不到一天的计算在手头的情况下。
2013-02-20 cs.CR
Key Reduction of McEliece's Cryptosystem Using List Decoding
为了减小公钥的大小，提出了基于代码的McEliece密码系统的不同变体。所有这些变体都使用非常结构化的代码，这为利用底层结构的新攻击打开了大门。在本文中，我们表明，并元变体可以设计为抵抗所有已知的攻击。针对二进制Goppa码的列表译码算法的新研究，说明了如何在给定公钥大小的情况下提高其安全级别。使用国家的最先进的列表解码算法，而不是唯一的解码，我们表现出约4%的标准McEliece密码系统的密钥大小增益和高达21%的调整后的二元变量。
2011-11-15 cs.CR cs.IT math.IT
Improving the efficiency of the LDPC code-based McEliece cryptosystem through irregular codes
我们考虑的McEliece密码系统的框架基于LDPC码，这是一个很有前途的后量子替代经典的公钥密码系统。在这种情况下使用LDPC码允许用非常紧凑的密钥实现良好的安全级别，这是优于基于Goppa码的经典McEliece密码系统的重要优点。然而，到目前为止，仅考虑了规则LDPC码，而通过使用非规则LDPC码可以实现一些进一步的改进，已知非规则LDPC码比规则LDPC码实现更好的纠错性能。这是在本文中显示，在我们的知识第一次。还研究了可能使用的不规则变换矩阵，这进一步提高了系统的效率，特别是在公钥大小方面。
2013-07-09 cs.CR cs.IT math.IT
Protograph-based Quasi-Cyclic MDPC Codes for McEliece Cryptosystems
本文在类McEliece-like密码体制的背景下，引入并分析了基于原模图的准循环中密度奇偶校验（MDPC）码的集合。建议的合奏显着提高了纠错能力的常规MDPC代码合奏，目前被认为是后量子密码系统，而不增加的公钥大小。建议的合奏分析在渐近设置通过密度演化，无论是在和产品算法和低复杂度（错误和擦除）的消息传递算法。的渐近分析补充有限块长度的Monte Carlo模拟。增强的纠错能力显着提高了该方案的鲁棒性相对于（已知的）解码攻击。
2018-01-23 cs.CR cs.IT math.IT
Enhanced public key security for the McEliece cryptosystem
本文研究了McEliece密码系统的一个变体，该变体能够确保用作公钥的代码不再与密码置换等效。这增加了公钥的安全级别，从而为重新考虑采用经典的代码族（如Reed-Solomon代码）开辟了道路，这些代码族由于安全原因而长期被排除在McEliece密码系统之外。众所周知，这些类别的代码能够减少密钥大小，或者等效地，增加对信息集解码的安全性水平;因此，这些是所提出的解决方案的主要优点。我们还描述了与所考虑的系统相关的可能的漏洞和攻击，并展示了最适合避免它们的设计选择。
2014-05-20 cs.CR cs.IT math.IT
The McEliece Cryptosystem Resists Quantum Fourier Sampling Attacks
量子计算机可以破解RSA和El Gamal公钥密码系统，因为它们可以分解整数并提取离散的整数。如果我们相信量子计算机有一天会成为现实，我们希望拥有\emph{post-quantum}密码系统，它可以在今天用经典计算机实现，但即使在量子攻击的情况下也能保持安全。在这篇文章中，我们表明，McEliece密码系统在\emph{well-permuted, well-scrambled}线性码抵抗正是RSA和El Gamal密码系统容易受到攻击-即，那些基于生成和测量陪集状态。这消除了强傅立叶采样的方法，几乎所有已知的量子算法的指数加速都是基于这种方法。具体而言，我们表明，隐藏子群问题的McEliece密码系统减少的自然情况下，不能解决强傅立叶采样，或任何测量陪集状态。我们开始与最近的负面结果的量子算法图同构，这是基于特定的子群的大小为2，并将其扩展到任意结构的子群，包括自同构群的线性码。这使我们能够获得关于McEliece密码系统在面对量子对手时的安全性的第一个严格结果，加强了其后量子密码学的候选资格。
2010-10-15 cs.CC cs.CR math.RT
Code based Cryptography: Classic McEliece
本文讨论基于代码的密码学，旨在描述基于代码的公钥密码系统的完整轮廓。本报告包括基本数学和编码理论的基础，这对研究基于代码的密码学很有用。本文简要介绍了R. J.McEliece在1978年提出的一种新的改进型。1986年的Niederreiter本文讨论了基于码的密码学中的编码理论难题以及信息集解码等经典的攻击方法。成功地实现了对McEliece密码系统的小参数ISD攻击，并在附录中给出了相应的代码。本文阐述了一种基于代数编码理论的密钥封装机制（KEM），即经典McEliece，为两个用户建立对称密钥。
2020-05-29 cs.CR
Cryptanalysis of a New Knapsack Type Public-Key Cryptosystem
最近，Hwang等人提出了一种背包型公钥密码体制。他们提出了一种新的算法，称为排列组合算法。通过利用该算法，他们试图增加背包的密度，以避免低密度攻击。我们证明了该密码体制是不安全的，因为它是基于基本的Merkel-Hellman背包密码体制的，并且由于其超增结构，我们可以利用Shamir对基本的Merkel-Hellman背包的攻击来破解该密码体制。
2013-09-14 cs.CR
A Distinguisher-Based Attack on a Variant of McEliece's Cryptosystem Based on Reed-Solomon Codes
Baldi et \textit{al.}提出了McEliece密码系统的一个变体。其主要思想是通过向其添加秩1矩阵来替换其置换矩阵。这一变化的动机是双重的：它将允许使用在原始McEliece密码系统中被证明是不安全的代码，并且它将减少密钥大小，同时保持对通用解码攻击的相同安全性。作者建议用广义Reed-Solomon码代替Goppa码。用这种方法构建的公共代码不再是广义的Reed-Solomon代码。另一方面，它包含一个非常大的秘密广义Reed-Solomon码。在本文中，我们提出了一种攻击，是建立在一个密码，这是能够识别这个秘密代码的元素。通过考虑由公共码的码字的分量乘积生成的码（所谓的"平方码"）来构造该平方码。通过使用平方码维数的考虑，可以恢复初始的广义里德-所罗门码，允许解码任何密文。类似的技术已经成功地对Bogdanoc等\textit{al.}提出的同态加密方案进行了攻击。这项工作可以被看作是另一个例子，说明如何使用一组里德-所罗门码来设计对基于它们的密码系统的攻击。
2012-04-29 cs.CR
Hindering reaction attacks by using monomial codes in the McEliece cryptosystem
在本文中，我们研究了最近的反应攻击QC-LDPC和QC-MDPC码为基础的密码系统，允许对手恢复私有奇偶校验矩阵通过其距离谱观察到足够高的解密失败。我们考虑一类特殊的代码，称为单项码，形成私钥具有所需的属性，具有唯一的和完整的距离谱。我们验证，对于这些代码的恢复的秘密密钥的距离谱的问题是等价的，在一个图中找到集团，并使用这种等价性来证明，目前的反应攻击是不适用的，当这种类型的代码中使用的McEliece密码系统。
2018-05-12 cs.CR cs.IT math.IT
Cryptanalysis of Key Issuing Protocols in ID-based Cryptosystems
为了消除基于身份的密码系统中的密钥托管问题，避免对安全信道的需要，Lee等人提出了一种安全的密钥发布协议。然而，我们表明，它遭受冒名顶替，内部攻击和无能的关键隐私当局。我们还密码分析隋等人。的可分离匿名密钥发布协议。
2005-06-06 cs.CR
Security and complexity of the McEliece cryptosystem based on QC-LDPC codes
在公钥密码学的背景下，McEliece密码系统代表了一种基于解码问题的硬度的非常智能的解决方案，该方案被认为能够抵抗量子计算机的出现。尽管如此，基于Goppa码的原始McEliece密码系统在实际应用中遇到了有限的兴趣，部分原因是这类非常特殊的代码施加了一些限制。我们最近介绍了一种变体的McEliece密码系统，包括低密度奇偶校验码，这是国家的最先进的代码，现在使用在许多电信标准和应用。在本文中，我们讨论了可能使用的位翻转解码器在这种情况下，这给了一个显着的优势，在复杂性方面。我们还提供了理论论据和实用工具，估计安全性和复杂性之间的权衡，在这样一种方式，给一个简单的程序的系统设计。
2013-01-28 cs.CR cs.IT math.IT
A New Approach in Cryptanalysis Through Combinatorial Equivalence of Cryptosystems
Hope4Sec, Crypto Lab（希望安全，加密实验室）
本文提出了一种基于组合等价性的新密码分析方法，通过重写密码系统以揭示更有效的秘密密钥区分特性，显著提升了流密码分析的效率。
2026-02-16 cs.CR
PKC-PC: A Variant of the McEliece Public Key Cryptosystem based on Polar Codes
极化码是具有低编码和解码复杂度的新颖且有效的纠错码。这些码具有信道相关的生成器矩阵，该生成器矩阵由码维度、码长度和传输信道参数确定。本文研究了McEliece公钥密码体制的一种基于极化码的变形，称为“PKC-PC”。由于极化码的生成矩阵的结构依赖于信道参数，本文采用了一种有效的方法来隐藏极化码的生成矩阵。然后，利用极化码的特性，并引入一种有效的方法，减小了PKC-PC的公钥和私钥的大小，提高了其信息速率。结果表明，极化码能够产生一个增加的安全级别，对传统的攻击和基于代码的公钥密码系统上可能存在的漏洞。此外，它表明，PKC-PC的安全性降低，以解决NP完全问题。与其他后量子公钥方案相比，我们认为PKC-PC是NIST后量子密码标准化的一个有希望的候选方案。
2017-12-20 cs.CR cs.IT math.IT
Cryptanalysis of a Classical chaos-based cryptosystem with some quantum cryptography features
利用同步理论构造新的密码体制是近二十年来密码学研究的热点。在本文中，我们分析了最近在这一领域的建议。我们指出了基于混沌的系统同步理论的基础上设计的软件实现的主要局限性。此外，我们表明，评估下的密码系统具有严重的安全问题，这意味着一个明确的减少的密钥空间。
2016-10-26 cs.CR
Optimization of the parity-check matrix density in QC-LDPC code-based McEliece cryptosystems
低密度奇偶检验（LDPC）码是最有希望取代McEliece密码系统中Goppa码的一类码。事实上，已经表明，通过在该系统中使用准循环低密度奇偶检验（QC-LDPC）码，可以实现公钥大小的急剧减小，同时保持固定的安全级别。最近，一些建议已经出现在文献中使用的代码与密集的奇偶检验矩阵，命名为中等密度奇偶检验（MDPC）码。然而，在McEliece密码系统的基于QC-LDPC码的变体中使用的奇偶检验矩阵的密度从未被优化。本文旨在填补这一空白，提出了一个过程中选择的私人奇偶检验矩阵的密度，根据安全级别和解密的复杂性。我们提供了一些例子，通过所提出的技术获得的系统参数。
2013-03-11 cs.CR cs.IT math.IT
Cryptanalysis of ITRU
ITRU密码系统是一种公钥密码系统，并且是NTRU密码系统的已知变体之一。ITRU密码系统不是工作在截断多项式环上，而是基于整数环。ITRU与传统的NTRU相比具有参数选择算法简单、可逆性好、消息解密成功、安全性高等优点。本文提出了一种针对ITRU密码体制的攻击技术，它主要是基于对密文字母的简单频率分析。
2020-05-19 cs.CR
An Attack on High Rate McEliece Cryptosystems Using Generalized Reed Solomon Codes with Weight $2$ Mask
针对高速率麦利密码系统，利用广义里德-所罗门码，提出区分公开码的方法及密钥恢复攻击框架，在矩阵M行和列权重为2时，借助立方码区分器成功实施攻击。
2026-07-29 cs.CR cs.IT math.IT
Cryptanalysis of the CFVZ cryptosystem
本文分析了一种新的公钥密码体制，其安全性是基于椭圆曲线上离散对数问题的矩阵形式。结果表明，解决所提出的系统的基本问题的复杂性是由解决一个固定数量的离散对数问题的椭圆曲线组的复杂性。使用适应波拉德ρ算法，它表明，这个问题基本上是一样难解决一个离散对数问题的椭圆曲线组。
2006-02-10 cs.CR
New Code-Based Cryptosystem with Arbitrary Error Vectors
McEliece密码系统代表了一种基于任意线性码的解码难度的智能开放密钥系统，被认为能够抵抗量子计算机的出现。但最初的McEliece密码系统，基于Goppa码，在实践中的兴趣非常有限，部分原因是它需要一个非常大的公钥。在本文中，我们提出了一种新的通用方法来减少公钥的大小。与大多数文献中用其他码代替Goppa码来减小密钥长度的方法不同，本文提出了一种新的与码无关的密钥减小方法。
2020-05-31 cs.CR
Quantum Fourier sampling, Code Equivalence, and the quantum security of the McEliece and Sidelnikov cryptosystems
码等价问题是确定两个给定的线性码在坐标变换下是否等价的问题。这个问题有一个直接减少到一个nonabelian隐藏子群问题（HSP），建议一个可能的量子算法类似于肖尔的算法分解或离散日志。然而，我们最近表明，在许多感兴趣的情况下-包括Goppa码-解决HSP的这种情况需要丰富的纠缠测量。因此，通过傅立叶采样来解决这些代码等价的情况似乎是当前量子算法家族无法企及的。代码等价性直接关系到McEliece型密码系统的安全性，在这种情况下，私有代码是已知的对手。然而，对于许多代码，Sendrier的支持分裂算法在这种情况下提供了经典的攻击。我们根据这些经典的攻击重新审视了我们上一篇文章中的主张，并讨论了基于Reed-Muller码的Sidelnikov密码系统的特殊情况。
2011-11-18 cs.CC cs.CR quant-ph
Worst case QC-MDPC decoder for McEliece cryptosystem
McEliece加密方案，具有相对较小的密钥大小以及安全性降低到编码理论的困难问题。此外，它对量子对手仍然是安全的，并且非常适合嵌入式设备上的低成本实现。与LDPC码一样，MDPC码的译码也是采用迭代比特翻转算法。可变时间解码器可能会泄漏一些关于代码结构的信息（即关于稀疏奇偶检验等式的信息），因此必须避免。恒定时间解码器很容易仿真，但其运行时间取决于最坏情况而不是平均情况。到目前为止，实现的重点是最小化平均成本。我们表明，调整的算法是不一样的，以减少最大的迭代次数，以减少平均成本。这提供了关于如何设计QC-MDPC-McEliece方案以抵抗定时侧信道攻击的一些指示。
2016-08-22 cs.CR cs.IT math.IT
An Efficient CCA2-Secure Variant of the McEliece Cryptosystem in the Standard Model
最近，在标准模型中的McEliece公钥加密（PKE）方案的几个选择密文安全（CCA 2-安全）变体被引入。所有的方案都是基于加密重复范式，并使用从CPA安全方案到CCA 2安全方案的一般转换。因此，所得到的加密方案需要\textit{separate}加密，并且与原始方案相比具有\textit{large}密钥大小，这在基于代码的PKE方案中复杂的公钥大小问题。因此，所提出的方案在实际中使用时不够有效。在这项工作中，我们提出了一个有效的CCA 2-安全的McEliece PKE计划的标准模型的变种。主要的新颖性是，与以前的方法不同，我们的方法是一个通用的转换，并可以应用到\textit{any}单向陷门函数（OW-TDF），最低级别的安全概念的上下文中的公钥密码学，解决了一个大的基本和核心问题，在过去的二十年中仍然没有解决。
2013-09-07 cs.CR cs.IT math.IT
A new approach based on quadratic forms to attack the McEliece cryptosystem
本文提出基于二次型矩阵子空间的新型代数方法，可构造适用于几乎所有密码学相关码参数的alternant/Goppa码区分器，并能在特定条件下实现对McEliece密码体制的多项式时间攻击。
2023-08-24 cs.CR
Lattice-Based Vulnerabilities in Lee Metric Post-Quantum Cryptosystems
本文针对基于Lee度量的McEliece型密码系统，评估了其抵御基于格的攻击的安全性，揭示了为减小密钥尺寸而采用替代度量可能引入的潜在漏洞。
2024-10-15 cs.CR cs.IT math.IT
Faulting original McEliece's implementations is possible: How to mitigate this risk?
本文针对原始 McEliece 密码系统在 ARM 实现上首次提出故障注入攻击，并探讨通过修改算法以增强其抗故障注入能力，从而降低量子时代下的安全风险。
2023-05-04 cs.CR
Code-Based Cryptosystems Using Generalized Concatenated Codes
公钥密码系统的安全性主要基于数论问题，如因子分解和离散对数。存在一种使用量子计算机在多项式时间内解决这些问题的算法。因此，一旦量子计算机出现，这些密码系统就会被打破。基于码的密码学是抵抗量子计算机的替代方案，因为其安全性基于NP完全问题，即随机线性码的解码。McEliece密码体制是实现基于码的密码体制的最重要的方案。McEliece密码系统提出了许多编解码器，但其中大多数都被打破了。Sendrier建议使用普通的级联码，然而，他也提出了对这种码的攻击。本文研究了McEliece密码系统中的广义级联码。我们研究了Sendrier攻击广义级联码的应用，并提出了部分找到代码结构和从密码中恢复明文的替代方法。此外，我们讨论了对密码系统的修改，使其能够抵抗这些攻击。
2015-11-26 cs.CR cs.IT math.IT
Cryptanalysis of public-key cryptosystems that use subcodes of algebraic geometry codes
利用代数几何（AG）码的子码对McEliece公钥密码体制进行了多项式时间攻击.建议的攻击依赖于从随机码使用舒尔产品，这样的代码的可识别性。Wieschebrink在几年前处理了零属的病例，但他的方法不能直接扩展到其他属。我们通过引入和使用一个新的概念来解决这个问题，我们称之为代码的t闭包。
2014-09-29 cs.CR cs.IT math.AG
A tiny public key scheme based on Niederreiter Cryptosystem
本文提出一种基于Niederreiter密码系统的公钥方案，其公钥长度远短于NIST决赛入围方案，安全性至少与Niederreiter相当，且简单易实现。
2023-10-10 cs.CR
Highly Efficient Parallel Row-Layered Min-Sum MDPC Decoder for McEliece Cryptosystem
本文提出一种用于McEliece密码系统的并行行分层Min-Sum MDPC解码器，通过行分层调度和矩阵划分，大幅降低存储器需求并提升并行度，实现延迟减少70%。
2024-07-17 cs.AR cs.CR
Hardware Implementation of a Polar Code-based Public Key Cryptosystem
近年来，人们对量子计算和构建能够突破传统基于数论的公钥密码体制的量子计算机进行了大量的研究。因此，在不久的将来，我们需要能够抵御量子计算机攻击的公钥密码系统，即所谓的后量子密码系统。最近提出了一种基于极化码的公钥密码体制（PKC-PC），其安全性依赖于极化码的一般译码问题的求解难度。本文首先在Raspberry Pi 3上实现了PKC-PC的加密、密钥生成和解密算法。然后，为了评估其性能，我们测量了几个相关的参数，如执行时间，能耗，内存消耗和CPU利用率。所有这些指标的研究与极化码的各种参数的PKC-PC的加密/解密算法。在下一步骤中，将研究的参数与实现的McEliece公钥密码系统进行比较。分析结果表明，PKC-PC的加/解密执行时间、能量消耗和内存消耗都比McEliece密码体制短。
2022-12-27 cs.CR
Cryptanalysis of a System Based on Twisted Reed-Solomon Codes
扭曲Reed-Solomon（TRS）码是一类包含大量与Reed-Solomon码不等价的最大距离可分码的码族。TRS码最近被提出作为Goppa码的替代方案，用于基于McEliece码的密码系统，从而可能减少密钥大小。在McEliece密码系统中使用TRS码的动机是TRS码的大的子族对于直接使用已知的代数密钥恢复方法是有弹性的。针对McEliece密码系统中使用的TRS变体，提出了一种有效的密钥恢复攻击。该算法利用了一种新的方法的基础上恢复一个精心选择的子字段子码的公共代码的结构。证明了在$O(n^4)$现场操作中，对于所有的实际参数，攻击都能成功并破坏系统。对于要求128位的安全级别的参数，该算法的软件实现在几分钟内从公钥检索有效的私钥。攻击的成功也表明，与通常的信念相反，在提出基于McEliece型代码的密码系统时，需要精确分析公共代码的子字段子代码。最后，本文讨论了对该方案的修复尝试和针对基于扭曲Gabidulin码的Gabidulin-Paramonov-Tretjakov密码系统的攻击修改。
2020-03-23 cs.CR cs.IT math.IT
Cryptanalysis and Improvement of Akleylek et al.'s cryptosystem
Akleylek等[S.阿克莱莱克湖Emmungil和U. Nuriyev，一种改进的对等网络安全算法，应用计算学报。数学，第6（2）卷，第258 -264页，2007年]，介绍了一种改进的公钥加密方案与隐写的方法在对等（P2P）网络的安全性。Akleylek等人试图将ElGamal密码体制与背包问题相结合来提高P2P网络的安全性。在本文中，我们提出了一个只密文攻击他们的系统恢复消息。此外，我们表明，他们的计划的完整性属性是不成立的，因此，接收器不能唯一解密消息。此外，我们还表明，该系统是不选择密文安全的，因此该方案是脆弱的中间人攻击，对P2P网络的最致命的攻击之一。因此，该方案不适合在P2P网络中实现。我们修改这个密码系统，以提高其安全性和效率。我们的建设是有效的CCA 2安全的变体Akleylek等人。的加密方案的标准模型，事实上的安全概念的公钥加密方案。
2013-04-25 cs.CR cs.IT math.IT
McNie: A code-based public-key cryptosystem
本文提出了一种基于码的公钥加密方案McNie。McNie是McEliece和Niederreiter密码体制的混合版本，其安全性被简化为伴随式解码的难题。该公钥包括一个随机生成矩阵，该矩阵也用于屏蔽在秘密密钥中使用的代码。这使得系统更安全地抵御已知的结构性攻击。特别是，我们将秩度量码应用于McNie。
2019-01-27 cs.CR
Decoding algorithm for HL-codes and performance of the DHH-cryptosystem -- a candidate for post-quantum cryptography
本文给出了一类纠错码的译码算法，该纠错码可用于后量子密码学的候选者DHH-密码系统，因为它是McEliece型的.在此基础上，实现了该密码体制的加密和解密算法，并对其性能进行了研究.
2023-03-17 cs.CR cs.IT math.IT
Niederreiter cryptosystems using quasi-cyclic codes that resist quantum Fourier sampling
McEliece和Niederreiter密码体制是一种健壮的通用密码体制。这些密码系统与许多线性纠错码一起工作。它们现在很受欢迎，因为它们可以是量子安全的。本文研究了非二进制准循环码的Niederreiter密码体制。我们证明了，如果这些准循环码满足一定的条件，相应的Niederreiter密码系统是抵抗使用弱量子傅立叶采样的隐藏子群问题。虽然我们的工作使用弱傅立叶采样，我们认为，它的结论应该保持有效的强傅立叶采样以及。
2021-11-07 cs.CR math.GR
Length-based cryptanalysis: The case of Thompson's Group
基于长度的方法是一种启发式的解决随机生成的方程组，具有合理的表现长度函数。我们描述了几个改进以前建议的基于长度的算法，使他们适用于汤普森的组显着的成功率。特别地，这表明基于Thompson群的Shpilrain-Ushakov公钥密码系统是不安全的，并且表明基于此群的实用公钥密码系统不可能是安全的。
2007-05-31 cs.CC cs.CR math.GR
Twisted Gabidulin Codes in the GPT Cryptosystem
本文研究了基于GPT码的公钥密码体制中的扭曲Gabidulin码。我们表明，Overbeck的攻击是不可行的扭曲Gabidulin码的一个子类。这样得到的密钥大小明显低于原始McEliece系统，也略小于Loidreau的完整GPT变体。
2018-08-14 cs.CR cs.IT math.IT
Cryptanalysis of a Chaotic Key based Image Encryption Scheme
由于多媒体数据在各种通信信道上的广泛传输，其安全性是一个主要问题。因此，设计和研究好的图像加密方案已成为一个重要的研究课题。在过去的几十年里，基于混沌的密码学得到了越来越多的应用。本文提出了一种攻击最近提出的基于混沌的图像加密方案。研究中的密码系统首先通过应用混沌映射多次对原始图像进行洗牌以扰乱像素的排列。然后利用陈氏混沌系统生成密钥流，并将其与置乱后的像素点混合，最终得到密码图像。选择密文攻击可以在不知道密钥的情况下恢复系统。它只需要两对明文-密文就可以完全破解密码系统。
2018-09-26 cs.CR
Cryptanalysis via Machine Learning Based Information Theoretic Metrics
University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Clemson University（克莱姆森大学）；Technion Israel Institute of Technology（以色列理工学院）；MIT Lincoln Laboratory（麻省理工学院林肯实验室）
本文提出两种基于机器学习信息论度量的密码分析算法，利用互信息神经估计和二元交叉熵分类在已知明文设置下评估密码系统鲁棒性，能高效识别非IND-CPA安全加密方案及参数缺陷，为密码系统健全性提供快速经验检查。
2025-01-25 cs.CR cs.IT cs.LG
Cryptanalysis of two schemes of Baba et al. by linear algebra methods
我们表明，基于作者介绍的线性分解方法和Tsaban介绍的跨度方法的攻击允许一个发现的密码系统中的传输消息和Baba等人提出的协议中的交换密钥。
2019-10-21 cs.CR math.GR
Cryptanalysis of protocols using (Simultaneous) Conjugacy Search Problem in certain Metabelian Platform Groups
本文针对底层平台群为特定阿贝尔群半直积的基于群的密码系统，利用共轭搜索问题及同时共轭搜索问题进行了密码分析。
2023-09-25 cs.CR math.GR
Cryptanalysis of a public key encryption scheme based on QC-LDPC and QC-MDPC codes
这封信提出了一个密码分析的修改McEliece密码系统最近提出的Moufek，Guenda和Gulliver [24]。该系统基于准循环LDPC码和准循环MDPC码的并置。我们的攻击的思想是找到一个替代的置换矩阵连同一个等价的LDPC码，允许解码的任何密文具有非常高的概率。我们还应用了一种新的技术来确定该方案的弱密钥[4]。结果表明，弱密钥的概率足够高，可以排除该变体作为一个可能的安全加密方案。
2017-12-06 cs.CR cs.IT math.IT
A Public-Key Cryptosystem from Interleaved Goppa Codes
提出了一种基于交织Goppa码的公钥密码体制。该方案是基于加密多个密文相同的Goppa码，并添加一个突发错误。可能的攻击概述和几个参数的选择的密钥大小进行比较，为相同的安全级别的已知方案。例如，对于安全级别128位，我们获得696 Kbits的密钥大小，而基于使用列表解码的Goppa码的经典McEliece方案需要1935 Kbits的密钥大小。
2018-09-09 cs.CR cs.IT math.IT
A Cryptosystem Based on Hilbert Matrix using Cipher Block Chaining Mode
密码学是一门利用数学对数据进行加密和解密的科学。加密技术使您能够存储敏感信息或通过不安全的网络传输信息，以便除预期收件人外的任何人都无法读取信息。密码学是保护数据的科学，而密码分析是分析和破坏安全通信的科学。经典密码分析涉及分析推理、数学工具的应用和模式发现的有趣组合。所提出的工作的目标是提出一种新的加密方法的基础上的特殊矩阵称为希尔伯特矩阵的认证和保密性，并提出一个模型的保密性和认证使用的对称和公共密码系统的组合。此外，它被扩展到共享密钥密码系统的概念，使用会话密钥的数字封装。在目前的工作中，共享密钥加密算法的发展，使用希尔伯特矩阵密码系统。在这方面，块链接操作模式已被用于解决混淆和扩散的问题。
2011-10-07 cs.CR cs.NI
Cryptanalysis of a Chaos-Based Fast Image Encryption Algorithm for Embedded Systems
最近，Z。该密码系统的主要目标是提供一种具有最低计算时间的更快算法，以便有资格用于嵌入式系统，特别是无人机（UAV）程序。在本文中，我们仔细研究了这个最近提出的方案对传统攻击的设计架构，选择明文攻击、差分攻击、已知明文攻击。在本文中，我们证明，从负面来看，所研究的系统是脆弱的。对于差分攻击，只需要两个选择的普通图像恢复完整的等价密钥。考虑到排序算法的稳定性，在选择明文攻击下，只需一张3 × 400大小的图像就足以破解密码系统。因此，出于安全目的，不推荐所提出的方案。
2019-10-19 cs.CR cs.MM
