Can you sign a quantum state?
具有量子态的密码学表现出许多令人惊讶和违反直觉的特征。在2002年的工作中，Barnum等人认为这些特征意味着量子态的数字签名是不可能的（Barnum等人，FOCS 2002）。在这项工作中，我们问：是否可以完全排除所有形式的量子数据签名，即使是在可能较弱的意义上？我们给出了两个结果，揭示了这个基本问题。首先，我们证明了量子数据的数字签名的不可能性结果，这扩展了Barnum等人的结果。具体来说，我们表明，没有非平凡的正确性和安全性要求的组合可以满足，超出了什么是简单地通过测量量子消息，然后签署的结果。换句话说，只有经典的签名方案存在。然后，我们展示了一个积极的结果：一个量子态可以签署与经典相同的安全保证，只要它也是加密的预期接收者的公钥。按照经典命名法，我们称这种概念为量子签密。传统上，签密只有在提供优于加密然后签名的性能时才有意义。从数量上讲，它更有趣：它是唯一可用的签名方法。我们开发了量子签密的“强如经典”的安全定义，并给出了基于后量子公钥原语的安全构造。一路上，我们表明，一个自然的混合方法相结合的经典和量子计划可以用来“升级”一个安全的经典计划的全量子设置，在广泛的密码设置，包括签密，认证加密，CCA安全。
2021-12-06 cs.CR quant-ph
Asymmetric Mempool DoS Security: Formal Definitions and Provable Secure Designs
本文针对区块链内存池的非对称驱逐DoS攻击，提出形式化安全定义及可证明安全的交易准入算法saferAd-CP，通过真实交易回放验证其具备低延迟与高防御下界。
2024-07-24 cs.CR
PSAA: Provable Secure and Anti-Quantum Authentication Based on Randomized RLWE for Space Information Network
目前，由于空间信息网络（SIN）的高度可扩展性和全球覆盖性，更多的服务提供商和用户愿意通过卫星网络提供或订购个人服务。然而，这些信息是通过公共卫星-地面链路传输的，这使得接入用户容易受到各种形式的攻击。现有的认证协议不能满足预期的安全性和短时延的要求，以确保用户实时访问的安全性和通信内容的机密性。不仅如此，随着量子计算机的发展，ECDLP、DLP等难题也被证明在多项式时间内可解，导致新的威胁出现。因此，在本文中，我们提出了一个可证明安全和反量子认证协议的基础上随机RLWE。该协议不仅满足预定义的安全要求，而且基于预协商和较少的认证传输，降低了认证阶段的总延迟。此外，针对卫星动态拓扑引起的信号切换场景，设计了简洁的切换方案。进一步的形式和非形式安全性证明及性能分析表明，该协议在保证较高安全性的同时，能以较低的认证延迟抵抗各种攻击，更适用于SIN.
2022-08-01 cs.CR
Towards Provable Secure Neighbor Discovery in Wireless Networks
在无线系统中，邻居发现（ND）是一个基本的构建块：确定哪些设备处于直接无线电通信中是网络协议和广泛应用的推动者。为了阻止ND的滥用以及由此导致的无线系统的相关功能的损害，许多工作提出了保护ND的解决方案。然而，直到最近，还没有正式的安全ND协议的分析。我们关闭这一差距在\cite{asiaccs08}，但我们主要集中在推导一类协议的不可能性结果。在本文中，我们专注于推理特定的协议。首先，我们对[24]的框架进行了一些扩展和改进。由于我们特别关注可证明安全的ND协议的实用性，我们调查可用性，并相应地重新定义ND规范，并考虑ND与其他协议的可组合性。然后，我们提出并分析了两个安全ND协议：我们重新审视了[24]中分析的其中一个协议，并引入并证明了一个更详细的挑战响应协议的正确性。
2008-08-19 cs.CR cs.NI
Towards Secure and Practical Machine Learning via Secret Sharing and Random Permutation
College of Computer Science and Technology, Zhejiang University（浙江大学计算机科学与技术学院）；JZTData Technology（JZTData科技公司 (JZTData Technology)）
随着人们对隐私保护需求的日益增长，隐私保护机器学习受到学术界和工业界的广泛关注。然而，大多数现有的方法在实际应用中有其局限性。一方面，虽然大多数密码方法是可证明安全的，但它们带来了繁重的计算和通信。另一方面，许多相对有效的私有方法（例如，联邦学习和分裂学习）受到质疑，因为它们是不可证明的安全。受隐私保护机器学习研究的启发，本文提出了一种基于随机置换和算术秘密共享的隐私保护机器学习框架。由于我们的方法减少了元素的函数计算的成本，它比现有的密码方法更有效。此外，通过采用距离相关性作为度量隐私泄漏，我们证明了我们的方法是更安全的比以前的不可证明的安全方法。总体而言，我们的建议实现了安全性和效率之间的良好平衡。实验结果表明，与最先进的加密方法相比，我们的方法不仅速度快6倍，减少了高达85%的网络流量，而且与不可证明的安全方法相比，在训练过程中泄露的隐私更少。
2022-02-21 cs.CR cs.LG
Towards Provable (In)Secure Model Weight Release Schemes
Polytechnic Institute, Zhejiang University, Zhejiang, China（浙江大学 polytechnic 院）；School of Software Engineering, Tongji University, Shanghai, China（同济大学软件工程学院）；Department of Computer Science and Engineering, Hong Kong University of Science and Technology, Clear Water Bay, Hong Kong（香港科技大学计算机科学与工程系）；ETH Zurich, Zurich, Switzerland（苏黎世联邦理工学院）
本文针对安全权重发布方案缺乏严格安全基础的问题，通过引入具体安全定义进行形式化，并以TaylorMLP为案例揭示其参数提取漏洞，为未来方案设计与评估提供蓝图。
2025-06-26 cs.AI cs.CR
Provable Secure Steganography Based on Adaptive Dynamic Sampling
Tsinghua University（清华大学）
本文提出一种基于自适应动态采样的可证明安全隐写术方法，通过无需显式分布的模型API实现高效隐蔽通信。
2026-02-13 cs.CL cs.CR
Dynamic Provable Data Possession Protocols with Public Verifiability and Data Privacy
云存储服务已经成为每个人都可以访问和使用的服务。然而，存储的数据依赖于云服务器的行为，经常发生丢失和损坏。一种解决方案是定期审计云服务器，以检查存储数据的完整性。ACISP'15提出的具有公开可验证性和数据隐私的动态可证明数据占有方案是这种解决方案的一个简单设计。然而，该方案受到了几次攻击的威胁。在本文中，我们仔细回顾了该方案的定义，以及解释如何显着威胁其安全性。在ACISP'15方案的基础上，提出了两种新的具有公开可验证性和数据保密性的动态可证明数据占有方案，一种是基于索引哈希表，另一种是基于Merkle哈希树。我们证明了这两个方案是安全的和隐私保护的随机预言模型。
2017-09-26 cs.CR
Beyond Algorithmic Proofs: Towards Implementation-Level Provable Security
针对传统密码学仅关注算法层安全、实现层风险缺乏统一验证框架的问题，提出实现层可证明安全新范式，并构建改造Babuk勒索软件核心的SEER系统，验证了该范式兼具强安全保证与实用性能。
2025-08-02 cs.CR
Secure Logging with Security against Adaptive Crash Attack
日志系统是安全系统的重要组成部分，其安全性已经得到了广泛的研究。最近（2017年）有研究表明，现有的安全日志记录协议容易受到崩溃攻击，其中对手修改日志文件，然后使系统崩溃，使其与正常的系统崩溃无法区分。攻击者被认为是非自适应的，并且在修改和崩溃之前无法看到文件内容（这将在修改文件之后立即发生）。作者还提出了一个名为SLiC的系统，可以防止这种攻击者。在本文中，我们认为（内幕）自适应对手谁可以看到新的日志操作执行的文件内容。这是一个强大的对手，可以试图将系统倒回过去的状态。我们形式化的安全性对这个对手，并介绍了一个计划的可证明的安全性。我们表明，针对此攻击者的安全性需要一些（小）受保护的内存，可以成为攻击者后，系统妥协。我们表明，现有的安全日志记录方案是不安全的，在这种情况下，即使系统提供了一些受保护的内存如上所述。我们提出了一种新的机制，在其基本形式，使用一对密钥，以不同的速度发展，并采用这种机制，在现有的日志计划，具有前向完整性，以获得一个系统，可证明的安全性，对自适应（因此非自适应）崩溃攻击。我们在台式计算机和树莓派上实现了我们的方案，并且除了更高的安全性外，还显示了比SLiC显著的效率提升。
2019-10-30 cs.CR
Efficient Steganography with Provable Security Guarantees
我们提供了一个新的可证明安全的隐写加密协议，被证明是安全的，在复杂性理论框架的Hopper等人。我们的隐写加密协议的基本组成部分是一个“一次性隐写系统”，允许双方传输的消息长度短于共享密钥与信息理论的安全保证。伪随机发生器（PRG）的使用允许以与这样的发生器允许对长于对称加密中的密钥的消息使用一次性密码本加密相同的方式安全地传输较长的消息。与Hopper等人的结构相比，它避免使用伪随机函数族，而是（直接）依赖于伪随机发生器，其方式是在每个发送比特的基础单向置换的应用数量上提供线性改进。这种有利的折衷是通过用在去随机化中广泛使用的适当的组合构造（即几乎t-方向独立的函数族）替换在先前构造中采用的伪随机函数族来实现的。
2009-09-20 cs.CR cs.IT math.IT
Provable Security for the Onion Routing and Mix Network Packet Format Sphinx
针对洋葱路由与混合网络所用Sphinx数据包格式原证明策略有缺陷的问题，本文构建理论框架，提出需用GDH假设替代DDH假设，证明经轻微调整的Sphinx在GDH假设下安全，是首个给出其详细深入安全证明的研究。
2023-12-13 cs.CR
Quantum-Secure Certificate-Less Conditional Privacy-Preserving Authentication for VANET
针对后量子时代VANET中基于格的认证方案存在的主密钥泄露与密钥托管问题，本文提出首个量子安全无证书条件隐私保护认证方案，在保持系统整体效率的同时实现了可证明安全与高性能。
2024-03-20 cs.CR
Top-k Query Processing on Encrypted Databases with Strong Security Guarantees
外包云数据库中的隐私问题最近变得越来越重要，并且已经提出了许多有效且可扩展的加密数据查询处理方法。然而，关于如何在云中的加密数据库上安全地处理top-k排名查询的工作非常有限。在本文中，我们专注于这个问题：安全和高效的处理top-k查询外包数据库。特别是，我们提出了第一个有效的和可证明的安全top-k查询处理建设，实现自适应CQA安全。我们开发了一个加密的数据结构，称为EHL，并描述了几个安全的子协议下，我们的安全模型来回答top-k查询。此外，我们优化我们的查询算法的空间和时间效率。最后，在实验中，我们使用真实世界的数据集实证分析我们的协议，并证明我们的建设是有效的和实用的。
2018-01-18 cs.CR
Understanding the Related-Key Security of Feistel Ciphers from a Provable Perspective
我们提出了可证明的相关密钥安全性处理的模型的实际Feistel密码。详细地说，我们考虑Feistel网络与四个白化密钥$w_i(k)$（$i=0,1,2,3$）和圆形功能的形式$f(γ_i(k)\oplus X)$，其中$k$是主密钥，$w_i$和$γ_i$是有效的转换，和$f$是一个公共理想的功能或置换，对手是允许查询。我们调查的关键时间表上的条件是足够的安全性对XOR引起的相关密钥攻击$2^{n/2}$对抗查询。当密钥表是非线性的，我们证明了4轮的安全性。当只使用仿射密钥调度时，我们证明了6轮的安全性。这也意味着随机预言模型中的安全可调Feistel密码。通过打乱密钥调度，我们的模型统一了DES类结构（在密码分析社区中称为Feistel-2方案，又名密钥交替Feistel，由于Lampe和Seurin，FSE 2014）和类荧光素模型（之前由Guo和Lin分析，TCC 2015）。这使我们能够得出这两个（更常见的）模型的具体含义，并有助于理解它们的差异-并进一步理解Feistel密码的相关密钥安全性。
2019-03-05 cs.CR
Towards Provably Secure Generative AI: Reliable Consensus Sampling
Beijing Institute of Technology（北京理工大学）；Yangtze Delta Region Institute of Tsinghua University, Zhejiang（清华大学长三角研究院（浙江））
本文提出可靠的共识采样（RCS）算法，通过追踪接受概率提升生成AI的鲁棒性和效用，同时保持可控风险阈值。
2025-12-31 cs.CR
SLIP-SEC: Formalizing Secure Protocols for Model IP Protection
本文提出SLIP混合推理协议的形式化框架与安全基础，通过权重矩阵加法分解、掩码及概率验证技术构建安全推理协议，证明其对诚实但好奇敌手的信息论安全与对恶意敌手的低误差鲁棒性，为大语言模型知识产权保护提供理论支撑。
2025-10-28 cs.CR
SparSamp: Efficient Provably Secure Steganography Based on Sparse Sampling
SparSamp通过稀疏采样实现高效可证明安全的隐写术，在保持生成模型概率分布的同时，以极低额外复杂度实现快速消息嵌入，并在文本、图像和音频模型中验证了高嵌入速率。
2025-03-25 cs.CR
Security Analysis of a Password-Based Authentication Protocol Proposed to IEEE 1363
近年来，人们提出了几种基于口令的认证密钥交换协议。这些协议的目标是安全的，即使样本空间的密码可能是小到足以枚举的离线对手。在2000年的欧洲密码会议上，Bellare、Pointcheval和Rogaway（BPR）提出了一个认证密钥交换的模型和安全定义。他们声称，在理想密码模型（随机预言机）中，加密密钥交换（EKE）核心的双流协议是安全的。Bellare和Rogaway在他们提交给IEEE P1363.2工作组的提案中提出了理想密码的几个实例。从那时起，在理想密码模型中证明基于密码的协议的安全性的兴趣越来越大。例如，Bresson，Chevassut和Pointcheval最近证明了一次加密密钥交换（OEKE）协议在理想密码模型中是安全的。在本文中，我们提出了真实（非理想）密码的例子（包括天真的实现提出的IEEE P1363.2的实例），这将导致破碎的理想化的AuthA协议和OEKE协议的实例。我们的研究结果表明，AuthA协议可以以不安全的方式实例化，并且没有明确定义的（更不用说严格的）方法来区分安全和不安全的实例化。因此，如果没有一个严格的度量标准，理想密码模型的可证明安全性的价值是有限的。
2012-07-23 cs.CR
When Homomorphic Encryption Marries Secret Sharing: Secure Large-Scale Sparse Logistic Regression and Applications in Risk Control
Ant Group（蚂蚁集团）；Shandong Normal University（山东师范大学）；Alibaba Group（阿里巴巴集团）
逻辑回归（LR）是工业中使用最广泛的机器学习模型，具有高效性、鲁棒性和可解释性。由于数据隔离问题和对模型性能的高要求，许多工业应用要求建立一个安全、高效的多方LR模型。大多数现有的工作使用同态加密（HE）或秘密共享（SS）来构建安全的LR。基于HE的方法可以处理高维稀疏特征，但存在潜在的安全风险。基于SS的方法具有可证明的安全性，但在高维稀疏特征下存在效率问题。本文首先提出了CAESAR，它结合了HE和SS来构建安全的大规模稀疏逻辑回归模型，实现了效率和安全性。然后，我们提出了分布式实现的CAESAR的可扩展性要求。我们在风险控制任务中部署了CAESAR，并进行了全面的实验。我们的实验结果表明，CAESAR将最先进的模型提高了约130倍。
2021-05-31 cs.CR cs.LG
Towards Provably Secure Encrypted Control Using Homomorphic Encryption
针对加密控制系统缺乏安全性证明及未考虑特定攻击的问题，提出基于可证明安全概念的新型安全定义，并证明采用安全同态加密可增强系统安全性。
2022-10-17 cs.CR cs.SY eess.SY
A Secure Consensus Protocol for Sidechains
侧链技术被认为是一种有前途的解决方案，可以在可扩展性和互操作性方面加速当今的公共区块链。通过依靠主链的安全性，不同的侧链可以制定自己的规则来达成共识。虽然文献已经考虑了在侧链中使用共识协议的可能性，但到目前为止，还没有尝试为侧链定制具有高性能和形式安全性证明的共识协议。为了填补这一空白，我们介绍了Cumulus，一个低开销，高效，安全可证明的侧链协议。Cumulus利用智能合约来确保每轮只有一个在侧链中提出的区块会在主链上执行，从而以有效的方式达成共识。给出了Cumulus的形式化规范，保证了Cumulus的安全性和活跃性，而无需客户端的任何在线要求。在安全性分析方面，给出了通用可组合安全模型下的形式化安全定义和证明。作为概念证明，我们实现了Cumulus并在以太坊测试网中对其进行了评估。
2019-11-16 cs.CR cs.DC
Generalized one-way function and its application
本文扩展函数定义构造了广义单向函数，并基于此开发了一种仅依赖经典数据处理的无条件安全密钥分发协议，突显了概率论与随机性在对抗无限计算能力敌手中的有效性。
2024-08-24 cs.CC cs.CR cs.IT
TextGuard: Provable Defense against Backdoor Attacks on Text Classification
UIUC（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Penn State（宾夕法尼亚州立大学）；UC Berkeley（加州大学伯克利分校）；Purdue University（普渡大学）
本文提出首个针对文本分类后门攻击的可证明防御方法 TextGuard，通过将训练句子拆分为子句子构建不含触发器的子训练集并集成基分类器，理论上保证预测不受触发器影响，实验证明其优于现有防御。
2023-11-25 cs.CR cs.LG
Enhanced Rényi Entropy-Based Post-Quantum Key Agreement with Provable Security and Information-Theoretic Guarantees
School of Electrical and Computer Engineering, Nanfang College（南方学院电气与计算机工程学院）
本文提出了一种基于瑞尼熵的后量子密钥协议，通过熵保持操作和秘密共享验证实现可证明安全性和信息论保证，提供 $2^{128}$ 的量子安全保证。
2026-03-08 cs.CR cs.IT math.IT
Training with Differential Privacy: A Gradient-Preserving Noise Reduction Approach with Provable Security
City University of Hong Kong（香港城市大学）；Tsinghua University（清华大学）；Beijing Normal University（北京师范大学）
本文提出差分隐私训练方法 GReDP，通过在频域计算梯度并降低噪声，仅需 DPSGD 一半噪声尺度即可保持梯度完整，并在多模型与训练设置上取得更优效果。
2025-03-11 cs.AI cs.CR
MAGIQ: A Post-Quantum Multi-Agentic AI Governance System with Provable Security
University of Calgary（卡尔加里大学）；Northeastern University（东北大学）
本文提出MAGIQ，一种利用新型高效抗量子加密协议进行多智能体AI系统策略定义和执行的框架，旨在解决智能体通信和访问控制策略的安全性问题，并提供可追溯的问责机制。
2026-05-18 cs.CR cs.LG cs.MA
A Provably Secure Network Protocol for Private Communication with Analysis and Tracing Resistance
针对匿名通信网络易受AI元数据分析、去中心化部署难、缺乏可证明安全的问题，提出无需阈值模型和可信第三方的去中心化匿名路由协议，严格证明其极端对抗下的身份隐私不可区分性，仿真验证了其安全高效，为数字环境隐私通信提供可证明安全方案。
2025-08-03 cs.CR cs.SY eess.SY
FedSOV: Federated Model Secure Ownership Verification with Unforgeable Signature
Sun Yat-sen University（中山大学）；University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学）；WeBank（微众银行）；The Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）
针对联邦学习所有权验证中客户端规模受限和易受歧义攻击的问题，提出基于不可伪造数字签名的FedSOV方案，支持大量客户端嵌入凭证并验证所有权，实验证明其有效性及密码学安全性。
2023-05-10 cs.AI cs.CR
Isogeny-based Group Signatures and Accountable Ring Signatures in QROM
通过引入可开放sigma协议，本文提出了QROM中首个可证明安全的基于同源的群签名和可追责环签名，免疫FSwA缺陷并为后量子密码提供非格替代方案。
2024-11-19 cs.CR
SpreadMeNot: A Provably Secure and Privacy-Preserving Contact Tracing Protocol
在抗击新型冠状病毒肺炎（COVID-19，即2019冠状病毒病）的斗争中，全球多个国家开发并部署了大量接触者追踪应用程序。然而，人们有理由担心这些应用程序的安全和隐私风险。为此，这项工作的贡献是双重的。首先，我们深入分析了在被动和主动攻击下最重要的接触者追踪协议的安全和隐私特征。我们的研究结果表明，所有的协议都容易受到各种攻击，主要是由于底层加密协议的确定性。我们的第二个贡献是设计和实现的ESTMeNot，一种新型的接触跟踪协议，可以抵御大多数被动和主动攻击，从而提供强大的（可证明的）安全性和隐私保证，是必要的，这样一个敏感的应用程序。我们的详细分析，无论是正式的还是实验性的，都表明EDMeNot满足安全，隐私和性能要求，因此是构建可被大多数公众采用的联系人跟踪解决方案的理想候选人，并作为该领域进一步发展的开源参考。
2021-01-12 cs.CR cs.NI
POKs Based Secure and Energy-Efficient Access Control for Implantable Medical Devices
植入式医疗器械（IMD），如起搏器、植入式心脏起搏器和神经刺激器，是植入患者体内用于监测生理信号和执行医疗治疗的医疗器械。许多IMD具有内置无线通信模块，以便于外部程控仪进行数据收集和器械重新程控。无线通信为诸如实时和远程监控的高级应用带来了显著的便利，但也引入了未经授权的无线访问的风险。缺乏有效的访问控制机制使患者的生活暴露于网络攻击。在本文中，我们提出了一个轻量级的和普遍适用的访问控制系统的IMD。通过利用物理混淆密钥（POK）作为硬件信任根，基于标准加密原语实现可证明的安全性，同时实现高能效。此外，通过利用患者的生物特征信息，实现了紧急情况下的无障碍IMD访问。我们通过广泛的安全性分析和原型实现来评估我们提出的方案，这表明我们的工作在安全性和能源效率方面的优越性。
2020-02-16 cs.CR cs.NI
Practical Secure Inference Algorithm for Fine-tuned Large Language Model Based on Fully Homomorphic Encryption
针对LoRA微调LLM的隐私泄露问题，提出结合FHE、PEFT与PLL的安全推理方案，可保护用户输入和LoRA权重，并在ChatGLM2-6B上达到1.61s/token。
2025-01-07 cs.CR
CSI-IBBS: Identity-Based Blind Signature using CSIDH
提出一种基于CSIDH的身份基盲签名方案，结合盲签名与零知识证明，在标准模型下可证明安全，兼具抗量子性和计算效率，适用于隐私保护应用。
2025-09-07 cs.CR
Isogeny-based Post-Quantum Proxy Signature for Internet of Things
National Institute of Technology Jamshedpur（贾姆谢德布尔国家理工学院）；SRM University-AP（SRM大学安得拉邦分校）；National Institute of Technology, Warangal（瓦朗加尔国家理工学院）；International Institute of Information Technology, Hyderabad（海德拉巴国际信息技术学院）；Korea University（高丽大学）；Abu Dhabi University（阿布扎比大学）；Nisantasi University（尼桑塔西大学）
本文提出基于同源性的后量子代理签名方案CSI-PS，解决物联网中设备计算能力有限导致的安全认证与授权问题，通过门控节点委托机制实现高效安全的签名 delegation。
2026-03-30 cs.CR
Femur: A Flexible Framework for Fast and Secure Querying from Public Key-Value Store
针对公键值存储中PIR方案扩展性差的问题，提出Femur框架，引入基于距离的不可区分性概念，利用习得索引和噪声混淆实现安全与性能的灵活权衡，性能最高提升163.9倍。
2025-03-07 cs.CR cs.DB
Hide & Seek: Seeking the (Un)-Hidden key in Provably-Secure Logic Locking Techniques
逻辑锁定可保护IC免受设计IP盗版和整个IC供应链中未经授权的过度生产等威胁。在研究界提出的几种技术中，可证明安全的逻辑锁定（PSLL）由于其算法和可证明安全性保证而获得了立足点。然而，这些技术的安全性受到攻击者的质疑，攻击者利用硬件实现产生的漏洞。这种攻击（i）主要是锁定技术特有的，（ii）缺乏通用性和可扩展性。这导致了大量的攻击，防御者发现确定新开发的PSLL技术的安全性是一项挑战。此外，没有锁定电路的存储库，攻击者可以使用这些存储库来对他们的攻击进行基准测试（和比较）。在这项工作中，我们开发了一个广义的攻击，可以恢复秘密密钥在不同的PSLL技术。为此，我们提取的功能和结构属性取决于硬件建设的PSLL技术和开发两个攻击的基础上的概念，VLSI测试和布尔变换。我们评估了我们对30，000个锁定电路的攻击，包括14种PSLL技术，其中包括9种不间断技术。我们的攻击成功地恢复秘密密钥（100%的准确率）的所有技术。我们在不同的（I）技术库，（ii）合成工具和（iii）逻辑优化设置上的实验提供了有趣的见解。例如，我们的攻击恢复秘密密钥时，只使用学术合成工具的锁定电路。此外，设计人员可以使用我们的攻击作为验证工具，以确定硬件实现实现的下限安全性。我们将发布我们的工件，这可能有助于促进PSLL领域未来攻击和防御的发展。
2022-09-05 cs.AR cs.CR
A Provably Secure Strong PUF based on LWE: Construction and Implementation
The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）
我们构建了一个强大的PUF，在经典和量子计算机上都具有可证明的安全性，可以抵御ML攻击。公钥密码系统的学习解密函数的密码学困难性和整数格上的带错误学习问题的困难性保证了算法的安全性。我们称我们的构造为晶格PUF。我们用一个物理混淆的密钥和一个LWE解密功能块来构造格型PUF。为了允许在不同的情况下部署，我们展示了具有不同延迟区域权衡的设计。紧凑设计使用高度串行化的LFSR和LWE解密函数，而延迟优化设计使用展开的LFSR和并行数据路径。我们原型晶格PUF设计与$2^{136}$挑战响应对（CRP）的斯巴达6 FPGA。除了理论上的安全保证，我们还评估了对各种领先ML技术的经验抵抗力：在$1$百万训练CRP之后，预测误差仍然高于$49.76\%$。资源高效的设计仅需要用于PUF逻辑本身的$45$片，以及用于模糊提取器的$351$片。延迟优化设计实现了延迟的$148X$减少，同时$10X$提高了PUF硬件利用率。PUF响应的平均均匀性为$49.98\%$，平均唯一性为$50.00\%$，平均可靠性为$1.26\%$。
2023-03-05 cs.AI cs.AR cs.CR
Governable AI: Provable Safety Under Extreme Threat Models
College of Artificial Intelligence, Nankai University（人工智能学院，南开大学）；Sursen Corp.（苏尔森公司）；China Academy of Electronics and Information Technology（中国电子信息技术研究院）
本文提出可治理人工智能（GAI）框架，通过密码学机制实现外部强制结构合规，以应对极端威胁模型下现有AI安全方法的根本局限，并给出形式化安全证明与原型验证。
2025-08-28 cs.AI cs.CR cs.CY
Equi-Joins Over Encrypted Data for Series of Queries
加密提供了一种保护外包给DBMS提供商的数据的方法，例如，在云端但是，对加密数据执行数据库操作需要专门的加密方案，这些加密方案需要仔细平衡安全性和性能。在本文中，我们提出了一种新的加密方案，可以有效地执行equi-joins加密数据具有更好的安全性比国家的最先进的。特别是，我们的加密方案减少泄漏到平等的行匹配的选择标准，只揭示了传递封闭的泄漏的总和，每个查询在一系列的查询。我们的加密方案是可证明安全的。我们实现了我们的加密方案，并在TPC-H基准测试的数据集上对其进行了评估。
2021-03-10 cs.CR cs.DB
On InstaHide, Phase Retrieval, and Sparse Matrix Factorization
MIT（麻省理工学院）；Princeton University（普林斯顿大学）；Duke University（杜克大学）
在这项工作中，我们研究了InstaHide的安全性，InstaHide是最近由[Huang，Song，Li和Arora，ICML'20]提出的一个方案，用于在分布式学习的背景下保护私有数据集的安全性。为了生成在分布式学习器之间共享的合成训练样本，InstaHide采用私有特征向量的凸组合，并以概率1/2随机翻转结果向量的每个条目的符号。一个突出的问题是，这个方案是否在任何可证明的意义上是安全的，也许在一个合理的硬度假设和假设产生的公共和私人数据的分布满足某些属性。我们发现，这个问题的答案似乎是相当微妙的，密切相关的平均情况下的复杂性的一个新的多任务，丢失数据版本的经典问题的相位检索。受这种联系的启发，我们设计了一个可证明的算法，该算法可以只使用InstaHide生成的公共向量和合成向量来恢复私有向量，前提是私有向量和公共向量是各向同性高斯。
2021-03-25 cs.CR cs.DS cs.LG
Quantum copy-protection of compute-and-compare programs in the quantum random oracle model
本研究针对“compute-and-compare programs”提出了一种量子拷贝保护方案，在量子随机预言机模型（QROM）中首次实现了标准密码学模型下可证明的非平凡安全性，并证明了该方案同样满足安全软件租赁，同时阐明了不可克隆加密与多位输出点函数拷贝保护的关系。
2024-07-29 cs.CR quant-ph
