Instruction sequence expressions for the secure hash algorithm SHA-256
安全散列函数SHA-256是关于位串的函数。这意味着它对任何给定长度的位串的限制可以通过一个有限的指令序列来计算，该指令序列只包含设置和获取布尔寄存器内容的指令、前向跳转指令和终止指令。我们描述了这样的指令序列的限制，位串的不同可能的长度通过统一的条款，从代数理论。
2017-11-18 cs.CR cs.PL
A Peer-to-Peer Distributed Secured Sustainable Large Scale Identity Document Verification System With BitTorrent Network And Hash Function
从大型中央身份数据库（CIDB）中验证身份文件总是具有挑战性的，当我们需要同时验证大量文件时，它变得更具挑战性。通常大多数情况下，我们设置一个网关服务器连接到CIDB，它为所有身份证件验证请求提供服务。虽然它工作得很好，但仍然有可能在高流量下崩溃。我们显然可以调整系统，使其可持续发展，但这个过程在经济上是昂贵的。在本文中，我们提出了一种经济上更便宜的方法来验证ID文档与私人BitTorrent网络和哈希函数。
2020-04-30 cs.CR cs.DC
Using fuzzy bits and neural networks to partially invert few rounds of some cryptographic hash functions
Oles Honchar Dnipro National University（奥列格·洪查尔第聂伯国立大学）
我们考虑模糊位或连续位，它们取[0;1]和（-1 1]而不是{0;1}中的值，以及对它们的操作（NOT，XOR等）。并且在它们的序列（ADD）上，获得用于由模糊比特组成的消息的密码散列函数CHF的一般化，使得CHF成为消息的每个比特的平滑和非常数函数。然后，我们训练神经网络来预测具有给定散列的消息，其中预测消息的散列和给定真实散列的损失函数是反向传播的。给出并比较了标准CHF- MD5、SHA1、SHA 2 -256和SHA 3/SHA 256-的训练结果，其中包含少量（可选的弱化）轮次。
2019-01-08 cs.CR cs.LG cs.NE
Post-Quantum Oblivious Transfer from Smooth Projective Hash Functions with Grey Zone
不经意传输（OT）是安全多方计算的一个主要原语。事实上，结合对称原语和乱码电路，它允许双方之间的任何安全函数评估。在本文中，我们提出了一种新的方法来建立OT协议。有趣的是，我们的新范式在通用可组合性（UC）框架中进行了安全分析，并且可以从后量子原语中实例化。为了做到这一点，我们定义了一个新的原语，称为带灰色区域的平滑投影哈希函数（SPHFwGZ），它可以被看作是经典平滑投影哈希函数的放松，其中包含一个不能声称正确性或平滑性的词的子集：灰色区域。作为具体的应用，我们分别基于Diffie-Hellman和带错误学习（LWE）问题给出了SPHFwGZ的两个实例。因此，我们在随机预言模型下提出了一个具有UC-安全性的抗量子OT协议。
2022-09-09 cs.CR
Succinct Oblivious Tensor Evaluation and Applications: Adaptively-Secure Laconic Function Evaluation and Trapdoor Hashing for All Circuits
University of Edinburgh（爱丁堡大学）；Bocconi University（博科尼大学）；IBM Research Zürich（IBM苏黎世研究中心）
本文提出紧凑盲张量评估，利用LWE问题构建最优复杂度的解决方案，实现了适用于所有电路的自适应安全简洁函数评估、陷阱门哈希等功能。
2026-10-01 cs.CR
Grayscale Image Authentication using Neural Hashing
已经提出了用于基于神经网络的散列函数的许多不同方法。统计分析必须将它们的安全性联系起来。提出了一种新的灰度图像认证的神经哈希方法。建议的系统是快速，健壮，有用和安全的。提出的哈希函数利用神经网络的单向性和非线性技术生成哈希值。最后对该系统进行了安全性和性能分析，取得了满意的结果.这些特征是人们宁愿选择传统特征而不选择传统特征的主要原因。
2017-03-02 cs.CR
On Scalable Integrity Checking for Secure Cloud Disks
本文量化了存储级Merkle hash trees的性能开销，提出优化的Dynamic Merkle Trees（DMTs），利用工作负载模式实现高达2.2倍的吞吐量与延迟提升，为大规模存储完整性保证提供新方向。
2025-01-29 cs.CR
Compactness of Hashing Modes and Efficiency beyond Merkle Tree
我们重新设计最佳有效的密码安全哈希函数的经典问题。散列函数传统上是通过在具有较小域的原语上应用操作模式来设计的。Shrimpton和Stam（ICALP 2008）、Rogaway和Steinberger（CITRPTO 2008）以及Mennink和Preneel（CITRPTO 2012）的结果示出了如何从具有渐进最优$2^{n/2-ε}$查询冲突抵抗性的非压缩原语实现$2n$到$n$比特压缩函数的最优有效设计。为更大的域（$> 2n$位）设计最佳有效和安全的哈希函数仍然是一个悬而未决的问题。在这项工作中，我们提出了新的\textit{compactness}效率的概念。它使我们能够专注于渐近最优的抗冲突哈希函数，并根据Stam的边界从NIPPTO 2008标准化其参数，以获得最大的效率。然后，我们提出了两个基于树的操作模式-我们的第一个结构是一个\underline{A}增强型\underline{B}二进制T \underline{r} ee（ABR）模式。该设计是一个$(2^{\ell}+2^{\ell-1} -1)n$ -到- $n$ -位散列函数，对于任何$\ell\geq 2$，对$2n$ -到- $n$ -位压缩函数进行总共$(2^{\ell}-1)$调用.我们的建设是最佳紧凑的渐近（最佳）$2^{n/2-ε}$查询碰撞阻力的理想模型。对于高度为$\ell$的树，…
2021-05-21 cs.CR
Exhaustive Search for Small Dimension Recursive MDS Diffusion Layers for Block Ciphers and Hash Functions
本文提出了一种新的算法来寻找MDS矩阵，非常适合用作轻量级分组密码的扩散层。使用递归构造，可以获得具有非常紧凑描述的矩阵。经典的场乘法也可以用简单的F2线性变换（XOR和移位的组合）代替，这要轻得多。使用该算法，可以在5位字母表上设计16x16矩阵，从而产生具有最大分支数的高效80位扩散层。
2013-05-15 cs.CR
GB-hash : Hash Functions Using Groebner Basis
在本文中，我们提出了一个改进版本的HF哈希，即，GB-hash：使用Groebner基的哈希函数。在HF散列的情况下，压缩函数由具有64个变量的32个多项式组成，这些变量通过将最后16个变量强制为0而从隐场方程挑战-1的前32个多项式中取出。在GB哈希中，我们设计了压缩函数，使得这32个具有64个变量的多项式形成了它们相对于分级字典序（grlex）排序以及相对于分级反向字典序（grevlex）排序所生成的理想的最小Groebner基础。在本文中，我们将证明GB-哈希比HF-哈希更安全，也比SHA-256更安全。我们还比较了我们的GB哈希与SHA-256和HF哈希的效率。
2011-08-30 cs.CR math.AC
Using Hash-Based Signatures to Bootstrap Quantum Key Distribution
量子密钥分发是一种需要认证信道的秘密分发技术。此通道通常使用无条件安全的消息认证码（MAC）和初始公共秘密在未经认证的通信介质上创建。我们研究的后果，取代这种MAC算法的加密哈希为基础的签名算法，如Lamport算法。我们表明，提供单向功能存在，Lamport算法或其变体可以在一个安全的方式在通用可组合的意义上，并因此可以插入到任何QKD协议与可组合的安全证明在一个安全的方式。这种关联，虽然依赖于短期的计算硬度假设，结果增加了QKD的实际安全性，并简化了其部署。
2013-07-25 cs.CR quant-ph
How to deal with malleability of BitCoin transactions
比特币交易是可延展的，在某种意义上，给定一个交易，对手可以很容易地构建一个具有不同哈希值的等价交易。这可能会在一些比特币分布式合约中造成严重问题，其中更改交易的哈希可能会导致协议中断和财务损失。这个问题主要涉及协议，在协议中断的情况下，协议使用“退款”交易来提取存款。在这篇简短的文章中，我们展示了一种通用的技术，用于创建具有延展性弹性的“退款”交易，它不需要对比特币协议进行任何修改。将我们的技术应用于我们之前的论文“通过比特币存款进行公平的双方计算”（Cryptology ePrint Archive，2013），可以在使用当前版本的比特币协议的任何双方计算中实现公平性。
2013-12-11 cs.CR
Some considerations about Java implementation of two provably secure pseudorandom bit generators
对密码安全的伪随机比特发生器（PRBG）的追求很久以前就开始了，并且很长一段时间所提出的伪随机发生器非常缓慢。最近，一些“可证明安全”的PRBG能够实现大于1 Mbit/sec的吞吐率。我们注意到，无论如何，这种PRBG的Java实现的缺乏，可证明是由于吞吐率的预期值不佳。在本文件中，我们表明，这是很容易写下来的Java实现它们，实现吞吐量范围$0,5÷7$兆位/秒非常常见的移动低端设备。
2013-12-23 cs.CR
Design and evaluation of chaotic iterations based keyed hash function
研究如何构建安全的哈希算法需要深入研究，因为各种现有的哈希函数，如MD5算法，最近暴露了它们的安全缺陷。同时，基于混沌理论的哈希函数也成为非线性信息安全领域的一个新兴研究方向。作为我们以前研究工作的扩展，本文提出了一种新的混沌迭代密钥哈希函数。混沌迭代既用于伪随机数发生器构造策略，又用于经典散列函数计算新的散列值。结果表明，通过这样做，它是可能的，适用于现有的哈希算法，它保留了它们的安全性，同时增加Devaney的混沌后处理。最后给出了这种后处理的安全性能分析。
2017-06-25 cs.CR
A New Non-MDS Hash Function Resisting Birthday Attack and Meet-in-the-middle Attack
为了有效和经济地检查IP地址的完整性和真实性，本文提出了一种新的非Merkle-Damgard结构（非MDS）哈希函数称为JUNA，它是基于一个多变量置换问题和一个异常子集积问题，到目前为止还没有找到亚指数时间的解决方案。JUNA包括初始化算法和压缩算法，并将仅被视为一个块的n比特的短消息转换为m比特的摘要，其中80 ≤ m ≤ 232和80 ≤ m ≤ n ≤ 4096。分析和证明表明，新的哈希算法是单向的、弱无冲突的和强无冲突的，其对生日攻击和中间相遇攻击的安全性为O（2 ^ m）。此外，给出了新的哈希函数抵抗生日攻击的详细证明。与基于离散对数问题的Chaum-Heijst-Pfitzmann散列相比，新的散列是轻量级的，从而为轻量级数字签名方案的应用打开了一扇方便的大门.
2017-04-30 cs.CR
An efficient multi-use multi-secret sharing scheme based on hash function
本文提出了一种基于单向抗冲突哈希函数的可更新、多用途、多秘密共享方案，该方案适用于一般的接入结构，每个参与者只需携带一份秘密。通过使用抗碰撞的单向散列函数，即使伪秘密份额被泄露，所提出的方案也是安全的。此外，避免了模乘、取幂和求逆等高复杂度运算，以提高其效率。最后，在所提出的方案中，合并器和参与者都可以验证他们之间交换的信息的正确性。
2011-03-09 cs.CR
FrogBard-512: Design and Experimental Evaluation of a Four-Voice Permutation-Based Hash Function
提出一种基于2048位排列的四声道哈希函数FrogBard-512，采用1024位速率、16轮置换和树模式，通过实验验证实现一致性和无统计缺陷。
2026-06-23 cs.CR
HASHTAG: Hash Signatures for Online Detection of Fault-Injection Attacks on Deep Neural Networks
UC San Diego（加州大学圣地亚哥分校）
我们提出了HASHTAG，这是第一个能够高精度检测深度神经网络（DNN）故障注入攻击的框架，具有可证明的检测性能界限。故障注入攻击的最新文献显示，位翻转导致DNN精度严重下降。在这种情况下，攻击者在DNN执行期间通过篡改程序的DRAM存储器来更改一些权重位。为了检测运行时位翻转，HASHTAG在部署之前从良性DNN中提取唯一签名。该签名稍后用于验证DNN的完整性，并在运行中验证推理输出。我们提出了一种新的灵敏度分析方案，可以准确识别最容易受到故障注入攻击的DNN层。然后，通过使用低冲突哈希函数对脆弱层中的底层权重进行编码来构建DNN签名。当部署DNN时，在推理期间从目标层提取新的哈希，并与地面真实签名进行比较。HASHTAG采用了一种轻量级的方法，可确保在嵌入式平台上进行低开销和实时的故障检测。对各种DNN进行的最先进的位翻转攻击的广泛评估证明了HASHTAG在攻击检测和执行开销方面的竞争优势。
2021-11-02 cs.AI cs.CR cs.LG
Collision-resistant hash function based on composition of functions
加密散列函数是压缩任意数值数据块并返回固定大小的位串的确定性过程。有许多散列函数：MD5，HAVAL，SHA，...据报道，这些哈希函数不再安全。我们的工作是集中在一个新的哈希函数的基础上的组合功能的建设。该构造使用了三维列联表的NP完全性和放松哈希函数也应该是压缩函数的约束。
2011-09-19 cs.CR
Girth of the Cayley graph and Cayley hash functions
本文综述已有Cayley哈希函数，利用半群元素乘法实现可增量更新的哈希，并选出一种安全性至今未被攻破的简单方案。
2025-02-18 cs.CR math.GR
Property-Preserving Hash Functions from Standard Assumptions
属性保持散列函数允许以允许仅给定两个散列值而无需访问原始数据来计算谓词$P(x_0, x_1)$的方式将长输入$x_0$和$x_1$压缩成短散列$h(x_0)$和$h(x_1)$。如果在散列函数已被采样之后开始挑选$x_0$和$x_1$的对手不能找到在散列值上评估的谓词输出不正确结果的输入，则这样的散列函数被称为对抗鲁棒的。在这项工作中，我们构建了强大的属性保持哈希函数的汉明距离谓词区分输入的汉明距离至少有一些阈值$t$从那些距离小于$t$。结构的安全性是基于标准的晶格硬度假设。我们的结构比Fleischhacker和Simkin以前最著名的结构有几个优点。我们的建设依赖于一个单一的研究从格密码学的硬度假设，而以前的工作依赖于一个新引入的家庭的计算硬度假设。就计算量而言，我们的构造仅需要每个输入位进行少量的模加法，而之前需要每个位进行多次取幂以及在大场上对高次多项式进行插值和求值。我们的构造的另一个好处是，哈希函数的描述可以被压缩到$λ$位，假设是随机预言。先前的工作描述了输入位长度$\ell$的长度$\mathcal{O}(\ell λ)$位，其具有秘密结构，因此不能被压缩。我们证明了一个下界的输出大小的任何属性保持哈希函数的汉明距离谓词。这个界限表明我们的哈希值的大小离最佳值不远了。
2021-06-11 cs.CC cs.CR cs.DS
Using carry-truncated addition to analyze add-rotate-xor hash algorithms
我们引入了一种截断加法运算，它是对N位二进制数对进行插值，介于模2^N的普通加法和（Z/2 Z）^N中的按位加法之间。我们使用截断加法来分析由位操作add，rotate和xor构建的哈希函数，例如Blake，Skein和Cubehash。任何ARX算法都可以通过用截断加法代替普通加法来近似，我们定义了一个度量，我们称之为{ \bf灵敏度}。该度量度量在统计上有用的时间部分（我们使用0.1%）与完整算法一致的最小近似值。由于截断加法极大地降低了ARX算法中非线性运算的复杂度，近似算法更容易受到碰撞攻击和原像攻击，本文明确提出了一种潜在的碰撞攻击。我们将其中的一些观察具体化到Skein哈希函数。
2013-03-18 cs.CR cs.DM
Cayley hashing with cookies
本文提出“带饼干的凯莱哈希”方法，利用F_p上2x2矩阵作为半群，在保留凯莱哈希增量更新优势的同时，消除其易受第二原像攻击的隐患。
2024-02-07 cs.CR math.GR math.PR
Hash functions from superspecial genus-2 curves using Richelot isogenies
去年，Takashima提出了一个版本的Charles，Goren和Lauter的哈希函数，使用Richelot isogenies，从亏格2曲线开始，允许所有后续的算术在二次有限域Fp 2上执行。在最近的一篇论文中，Flynn和Ti指出Takashima的哈希函数是不安全的，因为它存在小的iscurrencies。我们重新审视的建设，并表明，它可以通过施加一个简单的限制，而且澄清了安全分析。所得到的散列函数的运行时间由对消息的每个3位块提取3个平方根来控制，与椭圆曲线情况下的每个位一个平方根相比;然而，在我们的设置中，提取可以并行化，并且在有限域中完成，其位大小减少了3倍。一路上，我们认为完整的超奇异同源图是研究Charles、Goren和Lauter哈希函数的高维类似物的错误背景，并主张使用超特殊子图，这是查看高岛的自然框架Fp 2友好的开始曲线。
2019-03-15 cs.CR math.NT
Automated Quantum Circuit Generation for Computing Inverse Hash Functions
本文提出一种利用可逆性原理生成逆转哈希函数量子电路的方法，实现了概念验证并集成至自动化量子电路合成工具包，提升了密码哈希函数求逆的可扩展性。
2024-04-26 cs.CR quant-ph
HF-hash : Hash Functions Using Restricted HFE Challenge-1
专用散列函数易受各种攻击，这使得设计散列函数的任务更具挑战性。这为我们设计一种新的密码哈希函数HF-哈希提供了强大的动力。这是一个散列函数，其压缩函数是通过使用HFE挑战-1的前32个多项式（具有64个变量）并强制剩余16个变量为零来设计的。HF-hash给出256位的消息摘要，与SHA-256一样有效。它是安全的，对差分攻击提出的Chabaud和Joux以及由王等。SHA-0和SHA-1。
2009-10-05 cs.CR math.AC
Regular and almost universal hashing: an efficient implementation
随机散列可以提供有关数据结构（如哈希表）性能的保证--即使在对抗性设置中。许多现有的散列函数家族都是通用的：给定两个数据对象，如果我们随机选择散列函数，那么它们具有相同散列值的概率很低。然而，普适性无法确保所有哈希函数都表现良好。我们进一步要求规律性：当随机挑选数据对象时，对于任何固定的散列函数，它们具有相同散列值的概率应该很低。我们提出了一个家庭的非加密散列函数（PM+）提供良好的运行时间，良好的内存使用以及区分理论保证：几乎普遍性和组件的规律性的有效实现。在各种平台上，我们的实现在性能上都可以与最先进的技术相媲美。在最近的Intel处理器上，PM+对于32位输出达到每周期4.7字节的速度，对于64位输出达到每周期3.3字节的速度。我们通过SIMD指令（例如，AVX 2）和优化超标量执行。
2016-10-18 cs.CR cs.DS
Unconditionally Secure Bit Commitment by Transmitting Measurement Outcomes
基于Minkowski因果关系和量子信息的性质，提出了一种新的无条件安全的比特承诺方案。接收方在时空的给定点向提交者发送一些随机选择的BB 84量子位。提交者根据提交的位值在两个BB84库中的一个中执行测量，并以光速安全地将结果以相反的方向传输到远程代理。这些代理通过将结果返回给接收者的相邻代理来揭开比特。安全性证明仅依赖于量子信息的简单性质和超光速信号的不可能性。
2012-04-02 cs.CR quant-ph
Unconditionally Secure Bit Commitment
基于狭义相对论的密码学约束，提出了一种新的经典比特承诺协议.该协议对经典攻击和量子攻击都是无条件安全的。它通过要求Alice进行一系列通信来回避Mayer、Lo和Chau的不通过结果，包括一个后启示验证，每个通信都保证独立于其前任。
1999-08-04 cs.CR quant-ph
One-way Hash Function Based on Neural Network
基于三层神经网络构造了一个哈希函数。三层神经元分别实现了数据的混淆、扩散和压缩，并提出了支持变长明文的多块哈希模式。理论分析和实验结果表明，该散列函数是单向的，具有较高的密钥敏感性和明文敏感性，并且能够抵抗生日攻击和中间相遇攻击。另外，神经网络的特性使得并行实现成为可能。这些属性使其成为数据签名或身份验证的合适选择。
2007-07-27 cs.CR cs.NE
Unconditionally Secure Commitment of a Certified Classical Bit is Impossible
在只涉及经典物理的安全位提交协议中，A向B提交0或1。如果在协议中使用量子信息，则A可能能够提交$α\ket{0} + β\ket{1}$形式的状态。如果是这样，她也可以提交混合态，其中提交的比特与她控制下的其他量子态纠缠。我们在这里介绍一个量子密码原语，{ \it bit commitment with a certificate of classicality}（BCCC），它不同于标准的bit commitment，因为它保证提交的状态具有固定的经典值。我们证明了基于狭义相对论和量子理论的BCCC协议是不存在的。我们还提出了完整的量子和相对论比特承诺的安全性定义。
1999-11-03 cs.CR quant-ph
Keyed hash function from large girth expander graphs
本文提出了一种计算密钥散列函数（消息认证码MAC）的算法。我们的方法使用一个家庭的扩展图的大围长表示$D(n,q)$，其中$n$是一个自然数大于1和$q$是一个素数的权力。已知扩展图具有优良的扩展性质，因此它们也具有非常好的混合性质。在我们的方法中，一个好的MAC的所有要求都得到了满足，关于碰撞和原像阻力的讨论也是这项工作的一部分。其输出近似于均匀分布，并且我们得到的结果与随机比特序列无法区分。定时的精确公式是根据每比特输入的运算次数给出的。基于测试，与其他技术相比，我们的实现DMAC的方法表现出良好的效率。每比特输入可实现4次运算。该算法非常灵活，可以处理任何长度的消息。许多现有的算法输出固定长度的标签，而我们的构造允许生成任意长度的输出，这是一个很大的优势。
2019-03-14 cs.CR math.CO
A Hash based Approach for Secure Keyless Steganography in Lossless RGB Images
本文提出了一种改进的隐写方法，用于在无损RGB图像中隐藏文本信息。这项工作的目标是提高安全级别，并提高压缩技术的存储容量。通过在整个图像上随机分布文本消息而不是在特定图像部分内聚类来增加安全级别。通过利用所有的颜色通道来存储信息并提供源文本消息压缩来增加存储容量。通过改变每个颜色通道的一个最低有效位来隐藏信息，可以最小化图像的退化，从而在原始图像中引起非常小的变化。单独使用具有简单LSB的隐写术存在一个潜在的问题，即秘密消息很容易从直方图分析方法中检测出来。为了提高安全性以及间接的图像嵌入容量，基于压缩的方案。已经进行了各种测试来检查存储容量和消息分发。这些测试表明，所提出的方法相对于其他现有的方法的优越性。
2013-04-17 cs.CR cs.CV cs.MM
Post-quantum hash functions using $\mathrm{SL}_n(\mathbb{F}_p)$
本文以有限域上的高维特殊线性群为平台，定义了新的 Tillich-Zémor 哈希函数族，利用其 Cayley 图的快速混合和高围长特性实现良好的原像与抗碰撞性，并论证了其后量子安全性。
2024-08-22 cs.CR math.GR
On the (Im)plausibility of Public-Key Quantum Money from Collision-Resistant Hash Functions
公钥量子货币是一种加密方案，使用高度纠缠的量子态作为货币，可公开验证，但由于物理定律而无法伪造。尽管人们对此兴趣浓厚，但基于标准加密假设构建可证明安全的公钥量子货币方案仍然是一个难以捉摸的目标。甚至提出可靠安全的候选方案也是一个挑战。这些困难要求我们对公钥量子货币方案的结构及其所基于的假设进行更深入、系统的研究，基于此，我们首次提出了量子货币和密码原语的黑箱分离。具体来说，我们表明，抗碰撞哈希函数不能被用作一个黑盒子来构建公钥量子货币方案，其中钞票验证对哈希函数进行经典查询。我们的结果涉及一个新的组合状态合成技术从量子复杂性理论和模拟技术，包括詹德利的压缩预言技术。
2023-01-23 cs.CC cs.CR quant-ph
Coin Tossing is Strictly Weaker Than Bit Commitment
我们定义适用于两个不信任的各方谁控制两个或两个以上的独立的安全站点之间的狭义相对论保证通信的时间间隔的加密假设。我们表明，在这些假设下，无条件安全的抛硬币可以进行经典信息的交流。我们还表明，继Mayer，Lo和Chau，无条件安全的比特承诺不能进行许多经典或量子信息的交换。最后，我们表明，在标准的密码学假设下，抛硬币是严格弱于位承诺。也就是说，没有安全的经典或量子比特承诺协议可以从有限数量的安全抛硬币黑盒的调用以及大量的附加信息交换来构建。
1999-10-29 cs.CR quant-ph
Signer-Optimal Multiple-Time Post-Quantum Hash-Based Signature for Heterogeneous IoT Systems
针对资源受限异构物联网对轻量级后量子签名的需求，提出密钥利用率高、签名速度快的MUM-HORS多次哈希签名方案，经多平台测试性能显著优于现有方案。
2024-11-02 cs.CR cs.SY eess.SY
Current and voltage based bit errors and their combined mitigation for the Kirchhoff-law-Johnson-noise secure key exchange
本文对基尔霍夫-约翰逊-噪声（KLJN）密钥分配的当前测量模式下的比特错误进行了分类和分析。误差概率随比特交换周期和固定带宽的增加呈指数衰减，这与电压测量模式中的误差概率衰减类似。我们还分析了电压和电流模式的组合，以消除误差。在这种组合方法中，错误概率仍然是一个指数函数，随着比特交换周期的持续时间衰减，但它具有优越的保真度比以前的方案。
2014-02-13 cs.CR cs.ET
Navigating in the Cayley graph of $SL_2(F_p)$ and applications to hashing
Cayley散列函数基于使用一对（半）组元素$A$和$B$来分别散列0和1位，然后通过使用（半）组中元素的乘法以自然方式散列任意位串的简单思想。在本文中，我们专注于在$F_p$上的$2 \times 2$矩阵的散列。由于在$Z$上有许多已知的$2 \times 2$矩阵对生成自由幺半群，因此对于足够大的素数$p$，这产生了$F_p$上的许多矩阵对，它们是抗冲突散列的候选者。但是，这种技巧可能会“适得其反”，将矩阵项提升到$Z$可能有助于发现冲突。这种“提升攻击”被Tillich和Zémor成功地用于特殊情况，即两个矩阵$A$和$B$生成（作为幺半群）整个幺半群$SL_2(Z_+)$。然而，在本文中，我们表明，与其他的情况下，“类似”，对矩阵从$SL_2(Z)$是不同的，和“提升攻击”可以（在某些情况下）产生冲突的$A$和$B$所产生的组中，但不是在正幺半群。因此，我们认为，对于这些矩阵对，目前还没有已知的攻击会影响相应哈希函数的安全性。我们还给出了明确的下界上的冲突的哈希函数对应于一些特定的矩阵对从$SL_2(F_p)$。
2014-09-16 cs.CR math.GR
Statistically-Secure Bit Commitment and Coin Flipping Protocols Based on Quantum Hardware Assumptions
School of Informatics, University of Edinburgh（爱丁堡大学信息学院）；Quantum Software Lab（量子软件实验室）
该研究基于混合锁定物理不可克隆函数（HLPUF）构建出统计安全的位承诺与首个硬件抛币协议，为量子网络安全两方密码学提供了新范式。
2026-08-12 cs.CR quant-ph
Multi-message Authentication over Noisy Channel with Secure Channel Codes
在本文中，我们研究了多消息认证，以打击具有无限计算能力的对手。提出了一种基于窃听信道$(W_1,W_2)$的认证框架，以实现具有相同密钥的信息理论安全。所提出的框架桥接了物理层（PHY）安全的两个研究领域：安全传输和消息认证。具体地，发送方Alice首先通过具有纠错码的$(W_1,W_2)$向接收方Bob发送消息$M$;然后Alice采用散列函数（即，$\varepsilon$ -AWU $_2$散列函数）来使用密钥$K$生成消息$M$的消息标签$S$，并且通过利用具有指数小（在码长$n$上）平均错误概率的现有强安全信道编码来将$S$编码为码字$X^n$;最后，Alice通过$(W_1,W_2)$将$X^n$发送给Bob，Bob认证所接收的消息。我们开发了一个定理的要求/条件的认证框架是信息理论上的安全认证的多项式数量的消息在$n$。在此基础上，提出了一个能够保证安全性要求的认证协议，并证明了当$n$趋于无穷大时，其认证率可以趋于无穷大。在此基础上，利用基于\emph{Linear Feedback Shifting Register}（LFSR）的哈希函数和强安全极化码，设计并实现了一种基于二进制对称窃听信道（BSWC）的高效可行的认证协议.通过大量的实验表明，该协议可以实现低时间开销，高认证率，低认证错误率。
2017-08-09 cs.CR cs.IT math.IT
Unconditionally Secure Bit Commitment with Flying Qudits
在密码学家称之为比特承诺的任务中，一方以一种在提供密钥之前无法解密的方式加密预测，但只有一个有效密钥。比特承诺有很多应用，也得到了很多研究，但完全可证明安全的方案仍然是难以捉摸的。在这里，我们报告了一个新的发展，基于物理的密码学，它提供了一个全新的方式来实现位承诺，是完全安全的。该技术涉及在两个或多个方向中的一个方向上以光速发送量子态（例如一个或多个光子），或者沿着安全信道，或者通过量子隐形传态。它的安全性证明依赖于量子理论的不可克隆定理和狭义相对论的无超光速信号原理。
2011-10-25 cs.CR cs.IT math.IT
