Post-Quantum Signatures in DNSSEC via Request-Based Fragmentation
域名系统安全扩展(DNSSEC)使用数字签名提供DNS响应的身份验证。DNS主要在UDP上运行,这导致了几个限制:值得注意的是,数据包最多应该是1232字节长,以避免传输过程中出现问题。较大的DNS响应要么需要被分割成几个UDP响应,要么需要通过TCP重复请求,这两种方式在当今的DNS生态系统中都不够可靠。虽然RSA或椭圆曲线数字签名足够小以避免此问题,但即使对于包含公钥和签名的DNSSEC数据包,当考虑较大尺寸的后量子方案时,此问题也是不可避免的。我们提出了ARRF,这是一种在应用层(而不是传输层)对DNS资源记录进行分段的方法,该方法基于请求,这意味着初始响应包含截断的片段,然后请求者发送针对剩余片段的后续请求。使用基于请求的分段避免了先前提出(并被拒绝)的几种应用程序级DNS分段技术所存在的问题。我们实现了我们的方法,并评估其性能在一个模拟的网络时,用于三个后量子数字签名方案由NIST选择的标准化(猎鹰,Dilithium,SPHINCS+)在128位安全级别。我们的实验表明,我们的基于请求的碎片化方法提供了显着较低的分辨率时间相比,标准的DNS UDP与TCP回退,所有测试后量子算法,并与Falcon和Dilithium的情况下传输的数据较少。此外,我们的基于请求的分段设计可以相对容易地实现:我们的实现实际上是一个小型守护进程,可以位于DNS名称服务器或解析器的前面,以透明…
2022-11-25 cs.CR
Post Quantum Cryptography (PQC) Signatures Without Trapdoors
针对传统公钥签名依赖陷门易被发现的隐患,本文提出采用基于哈希的SPHINCS+和基于零知识证明的Dilithium等无陷门后量子签名方法,以提供更强的安全性证明。
2025-04-18 cs.CR
The Security Performance Analysis of Blockchain System Based on Post-Quantum Cryptography -- A Case Study of Cryptocurrency Exchanges
本研究分析了当前加密货币交易所区块链系统面临的量子计算攻击风险,提出基于后量子密码学(PQC)的区块链系统、钱包与交易机制,实验证明PQC算法Dilithium在效率与安全性上均优于传统ECDSA。
2024-01-23 cs.CR cs.CY cs.SE
A survey on NIST PQ signatures
Shor的令人震惊的快速量子算法解决周期发现问题是最常见的公钥原语的威胁,因为它可以有效地应用于解决双因子分解问题和离散对数问题。换句话说,许多曾经安全的协议必须被仍然安全的替代品所取代。许多研究人员不再依赖于RSA协议、Diffie-Hellman密钥交换或(椭圆曲线)数字签名算法,而是将注意力转移到尚未被量子算法破解的原语的设计和分析上。量子计算机带来的威胁的紧迫性导致美国国家标准与技术研究所(NIST)公开呼吁后量子公钥交换算法和后量子数字签名算法。在这个简短的调查中,我们重点关注第3轮决赛选手和数字签名的备选候选人:CRYSTALS-DILITHIUM,EQUIPCON,Rainbow,SPHINCS+,GeMSS,Picnic。
2021-07-23 cs.CR
Quantum-resistant digital signatures schemes for low-power IoT
量子计算机即将达到足够的尺寸。这样就可以破解目前使用的大多数加密和签名方案。这是人机接口设备以及物联网节点的情况。在本文中,我比较了一些签名方案目前正在标准化的过程中由NIST。在解释了为什么某些方案在某些方面与其他方案不同的基础之后,我将评估哪些当前可用的实现更适合在物联网用例中使用。我们将进一步关注最有前途的方案ESTCON和Dilithium,它们在一个重要方面有所不同,这使得ESTCON对于签名来说更糟糕,但对于验证目的来说非常好。
2021-06-22 cs.CR cs.PF
FROG: Forward-Secure Post-Quantum Signature
前向安全签名保证了在私钥泄露之前生成的签名仍然是安全的,因此为诸如数字取证、审计日志和金融系统等实际应用提供了增强的泄露弹性。然而,绝大多数最先进的前向安全签名依赖于传统的棘手假设,因此对量子计算机来说并不安全。基于散列的签名(HBS)(例如,XMSS)可以提供前向安全的后量子安全性。然而,它们只对预定义数量的要签名的消息有效,并且对于越来越多的消息,它们会导致高密钥生成开销、高成本的签名和大签名大小。这是一个开放的问题,开发量子安全的前向安全签名,是有效的和实用的签名能力可扩展到他们的安全参数。在这项工作中,我们提出了一系列新的后量子签名,我们称之为FROG(Forward-Reconstruction-pOst-quantum siGnature)。与HBS替代方案不同,FROG可以实现具有次线性密钥/签名大小和(实际上)无限签名能力的高计算效率签名。这是通过MMM构造将合适的后量子签名转换为前向安全设置来实现的。我们研究了著名的后量子安全签名,如Dilithium,WOTS和BLISS与MMM的转换。我们的实验表明,FROG优于XMSS的绝大多数(如果不是所有的大量消息)的性能指标。我们还讨论了这些基础签名方案的一次性变体,这些变体可以将FROG的性能推向边缘。总体而言,FROG表现出比现有的前向安全替代方案更好的性能,因此是前向安全后量子签名标准化工作的理想替代方案。
2022-05-14 cs.CR
Performance Analysis of Quantum-Secure Digital Signature Algorithms in Blockchain
University of Tartu(塔尔图大学)
本研究分析了量子安全数字签名算法在区块链中的性能,重点测试了CRYSTALS-Dilithium、Falcon和Hawk等算法,并探讨了其在区块链系统中的实现与性能指标。
2026-01-25 cs.CR quant-ph
Performance Analysis and Industry Deployment of Post-Quantum Cryptography Algorithms
本研究分析NIST标准化的Kyber和Dilithium后量子算法的性能,证明其优于RSA和ECDSA,并探讨电信部署中的挑战与策略。
2025-03-31 cs.CR
A Quantum Good Authentication Protocol
本文提出量子优良认证协议(QGP),通过结合量子光子通道与Dilithium签名,在OSI模型底层增加量子层并修改顶层,实现抗量子攻击的安全认证,实验验证其可作为下一代量子互联网的新协议。
2025-03-05 cs.CR quant-ph
Compact Lattice Gadget and Its Applications to Hash-and-Sign Signatures
本文提出紧凑格基gadget框架和半随机采样器,通过确定性误差提升安全性,并据此构建了基于NTRU和Ring-LWE的高效哈希签名方案,性能优于现有方案。
2023-05-21 cs.CR
Attack on a classical analogue of the Dunjko, Wallden, Kent and Andersson quantum digital signature protocol
研究了一种量子数字签名(QDS)协议,该协议考虑了攻击者可以模仿其他通信主体对Needham-Schroeder公钥认证协议的Lowe攻击.一个人在中间人攻击的协议的一个经典的变种方面,并建议类似的攻击将是有效的对QDS协议。该攻击已通过使用自动定理证明程序ProVerif的初始协议建模得到证实。
2015-09-13 cs.CR
Quantum-Resistant Security for Software Updates on Low-power Networked Embedded Devices
随着物联网(IoT)今天推出的设备寿命可能超过十年,保守的威胁模型应该考虑能够访问量子计算能力的攻击者。SUIT标准(由IETF指定)定义了物联网软件更新的安全架构,标准化了元数据和加密工具,即数字签名和哈希函数,以保证软件更新的合法性。虽然SUIT的性能之前已经在前量子环境中进行了评估,但尚未在后量子环境中进行研究。以RIOT中SUIT的开源实现为案例研究,我们概述了后量子考虑因素,特别是抗量子数字签名,重点关注低功耗,基于微处理器的物联网设备,这些设备在内存,CPU和能耗方面具有严格的资源限制。我们基准选择建议后量子签名方案(LMS,猎鹰,和Dilithium),并将它们与当前的前量子签名方案(Ed 25519和ECDSA)进行比较。我们的基准测试是在各种物联网硬件上进行的,包括ARM Cortex-M、RISC-V和Espressif(ESP 32),这些硬件构成了现代32位微控制器架构的主体。我们在SUIT的背景下解释了我们的基准测试结果,并估计了一系列典型软件更新类别的后量子替代品的现实影响。CCS概念$\bullet$计算机系统组织$\rightarrow$嵌入式系统。
2021-06-11 cs.CR
Performance Analysis and Evaluation of Post Quantum Secure Blockchained Federated Learning
针对量子时代基于 RSA 或 ECDSA 的区块链联邦学习安全脆弱性,提出结合无状态与有状态签名方案的 PQC 混合方法,并引入基于线性公式的设备角色选择机制与 VRF 辅助共识,有效提升了 BFL 系统的安全与性能。
2023-07-01 cs.CR
From Malware Signatures to Anti-Virus Assisted Attacks
尽管反病毒软件在过去十年中有了显著的发展,但基于字节模式的经典签名匹配仍然是识别安全威胁的流行概念。防病毒特征码是一种简单快速的检测机制,可以补充更复杂的分析策略。然而,如果签名设计得不小心,它们可能会从防御机制变成攻击工具。在本文中,我们提出了一种新的方法,从反病毒软件中自动提取的签名,并演示了如何提取的签名可以用来攻击敏感的数据与援助的病毒扫描程序本身。我们研究了我们的方法使用四个商业产品的实用性,并举例讨论了一种新的攻击向量,使设计不充分的签名。我们的研究表明,有一个迫切需要改进的模式为基础的签名,如果用于反病毒软件,并追求替代检测方法,在这样的产品。
2016-10-19 cs.CR
Post-quantum Federated Learning: Secure And Scalable Threat Intelligence For Collaborative Cyber Defense
Faculty of Engineering and Technology, Sri Sri University(斯里斯里大学工程与技术学院);Cisco Systems Inc(思科系统公司);Dell Inc.(戴尔公司)
本研究提出基于后量子密码学的量子安全联邦学习框架,通过模拟量子攻击揭示传统FL的漏洞,并在医疗联盟案例中验证了其在威胁情报共享中的安全性和有效性。
2026-03-08 cs.CR
Attacking an OT-Based Blind Signature Scheme
本文描述了对文献[1]中提出的一个基于遗忘转移的盲签名方案的攻击。具有产生特定范围随机数的原始能力的攻击者,在表现出部分MITM行为的同时,能够破坏协议参与者之间的通信。该攻击非常有效,因为它会导致协议通信损坏,并且具有听起来最小的计算成本。我们提出了一个解决方案来修复安全漏洞。
2009-11-10 cs.CR
Enhancing Quantum Security over Federated Learning via Post-Quantum Cryptography
The University of North Carolina at Chapel Hill(北卡罗来纳大学教堂山分校);The University of Pittsburgh(匹兹堡大学)
本研究针对联邦学习在大规模量子计算时代的量子安全性问题,实证评估了三种NIST标准化后量子密码学算法在FL数字签名中的影响,发现Dilithium是最为高效的PQC数字签名算法。
2024-09-06 cs.AI cs.CR cs.LG
Secure SAML validation to prevent XML signature wrapping attacks
SAML断言正在成为使用各种单点登录协议在身份提供者和消费者之间传递身份验证和授权信息的流行方法。然而,它们的实际安全性在很大程度上取决于正确的实施,特别是在消费者方面。Somorovsky和其他人已经证明了SAML断言验证框架中与XML签名相关的许多漏洞。本文演示了糟糕的库文档和示例如何导致易受攻击的消费者代码,以及如何避免这种情况。
2014-01-29 cs.CR
Countering Wrapping Attack on XML Signature in SOAP Message for Cloud Computing
众所周知,Web应用程序之间的信息交换是通过SOAP协议完成的。对于任何计算机网络来说,保护此协议显然都是一个至关重要的问题。然而,当涉及到云计算系统时,这个问题的敏感性上升,因为系统的客户端将他们的数据发布到云。采用XML签名来保证SOAP消息的安全。然而,也有一些弱点,已被确定,命名为XML签名包装攻击,已被归类为四个主要的群体:简单的查询上下文攻击,可选元素上下文攻击,兄弟值上下文攻击,兄弟顺序上下文。本文分析和研究了现有的两种引用SOAP消息签名部分的方法,即ID引用和验证方法。此外,提出了一种新的方法,并进行了测试,以确保SOAP消息。该方法利用XML数字签名的概念对SOAP消息进行签名,防止了XML任意签名包装攻击。实验结果表明,该方法的速度比传统方法快约3倍,甚至比ID快一点。
2013-10-01 cs.CR
A Scalable Framework for Post-Quantum Authentication in Public Key Infrastructures
本研究提出兼容经典与后量子密码(PQC)算法的分层证书机构框架,支持自动证书签发,评估SPHINCS⁺等PQC签名算法在大量客户端场景下的性能,实现密码敏捷性与量子威胁抵御能力。
2025-04-16 cs.CR
ZKFault: Fault attack analysis on zero-knowledge based post-quantum digital signature schemes
本研究针对零知识框架的后量子编码签名方案,提出基于树结构组件的故障攻击,仅单次故障即可恢复LESS、CROSS完整私钥,并给出对应防护对策及效率分析。
2024-09-11 cs.CR
EM-X-DL: Efficient Cross-Device Deep Learning Side-Channel Attack with Noisy EM Signatures
这项工作提出了一种基于跨设备深度学习的电磁(EM-X-DL)侧信道分析(SCA),即使在信噪比(SNR)明显低于以前的工作的情况下,也能在AES-128上实现>90%的单迹攻击准确度。通过智能选择多个训练设备和正确选择超参数,可以在8位Atmel微控制器上运行的目标加密引擎上利用PCA、LDA和FFT等预处理技术高效地训练所提出的256类深度神经网络(DNN)。最后,使用EM-X-DL的高效端到端SCA泄漏检测和攻击框架证明了攻击者具有<20个平均EM跟踪的高置信度。
2020-11-12 cs.CR
Supporting the Detection of Software Supply Chain Attacks through Unsupervised Signature Generation
在软件供应链攻击中使用的木马化软件包构成了一种新的威胁。不幸的是,仍然缺乏允许自动和及时检测恶意软件包的可扩展方法,因此大多数检测都基于手工劳动和专业知识。然而,已经观察到,大多数攻击活动包括共享相同或相似恶意代码的多个包。我们利用这一事实来自动复制手动识别的已知恶意软件包集群,这些恶意软件包已用于现实世界的攻击,从而减少了对专家知识和手动检查的需求。我们的方法,AST聚类使用MCL模仿专业知识(ACME),产生有希望的结果与$F_{1}$得分为0.99。签名是基于集群中的特征代码片段自动生成的,随后用于扫描整个npm注册表以查找未报告的恶意软件包。我们能够识别并报告六个恶意软件包,这些软件包已经从npm中删除。因此,我们的方法可以通过减少体力劳动来支持分析人员,因此可以用来及时检测可能的软件供应链攻击。
2021-03-19 cs.CR
The Cost of Quantum Resistance: A Hash-Based Commit-Reveal Alternative for Minimizing Blockchain Infrastructure Overhead
Artema LABS(Artema 实验室)
本文提出一种基于哈希的提交-揭示方案,通过将单签交易替换为两个轻量级交易,以减少区块链基础设施开销,同时保持量子安全。
2026-05-07 cs.CR
PQFabric: A Permissioned Blockchain Secure from Both Classical and Quantum Attacks
Hyperledger Fabric是一个突出而灵活的解决方案,用于构建许可的分布式账本平台。访问控制和身份管理依赖于成员服务提供程序(MSP),其加密接口仅处理用于身份验证的标准PKI方法:RSA和ECDSA经典签名。此外,MSP颁发的证书可能只使用一种签名方案,将与证书相关的功能绑定到经典的单签名原语。RSA和ECDSA容易受到量子攻击,目前正在进行量子后标准化过程,以确定量子安全的替代品。在本文中,我们提出了重新设计的织物的凭证管理程序和相关规范,以纳入混合数字签名,防止经典和量子攻击使用一个经典和一个量子安全的签名。我们创建了PQFabric,这是一种具有混合签名的Fabric实现,它与开放量子安全(OQS)库集成。我们的实现提供了完整的加密灵活性,能够执行实时迁移到混合量子安全区块链,并为每个节点选择任何现有的OQS签名算法。我们将PQFabric与每个NIST候选和替代方案进行比较基准测试,发现长公钥和签名会导致哈希时间增加,有时与签名或验证消息本身所花费的时间相当。这是将区块链迁移到后量子签名中的一个新的和潜在的重要问题。
2020-12-23 cs.CR
High Efficiency Power Side-Channel Attack Immunity using Noise Injection in Attenuated Signature Domain
随着过去几十年技术的进步,导致微型传感器和互联网连接的东西(IoT)的广泛可用性,电子设备的安全性已成为重中之重。侧信道攻击(Side-Channel Attack,SCA)是利用物理设备泄漏的信息来破坏加密系统安全性的主要方法之一。相关功率攻击(CPA)是一种有效的功率侧信道攻击技术,它通过分析电源电流迹线的估计值和测量值之间的相关性来提取秘密密钥。现有的功率攻击对策主要是基于降低泄漏数据的信噪比,或者使用功率平衡等技术引入较大的开销。本文提出了一种衰减签名AES(AS-AES),它抵抗SCA的最小噪声电流开销。AS-AES使用分流低压差(LDO)稳压器,将电源电流迹线中的AES电流特征抑制400倍。该并联LDO已在130 nm CMOS工艺中制造和验证。AS-AES的系统级实现以及噪声注入表明,即使在50 K次重复之后,系统仍然是安全的,与单独添加噪声相比,功耗降低了10倍。
2017-05-08 cs.CR
Attacking (EC)DSA scheme with ephemeral keys sharing specific bits
本文提出一种确定性格攻击方法,利用多个(EC)DSA签名临时密钥共享特定位的特点构造格,通过Kannan枚举算法恢复私钥,并证明通过优化共享比特数和签名数量可实现高效攻击。
2023-07-08 cs.CR
Lattice Blind Signatures with Forward Security
盲签名在电子现金和电子投票系统中都有重要的作用。盲签名应该能够抵抗各种攻击(如签名伪造)。该工作特别关注秘密密钥攻击,它完全打破了数字签名。抵抗秘密密钥暴露攻击的签名在当前秘密密钥的公开不危及过去的秘密密钥的意义上被称为前向安全的。这意味着前向安全签名必须包括一个随时间推移的密钥演化机制。本文给出了第一个前向安全盲签名的构造。该构造基于格点设置中的SIS假设。所采用的核心技术是用于时间段的二叉树数据结构和用于密钥演化机制的陷门委托。
2020-07-14 cs.CR
Securing IoT Devices by Exploiting Backscatter Propagation Signatures
低功耗无线电技术为物联网(IoT)进入我们的日常生活提供了许多机会,而它们的极简设计也使物联网设备容易受到许多主动攻击。最近的进展使用天线阵列来提取细粒度的物理层签名以识别攻击者,这增加了物联网设备的能源和硬件成本负担。在本文中,我们提出了ShieldScatter,一个轻量级的系统,重视低成本的标签单天线设备,以屏蔽系统免受主动攻击。ShieldScatter的关键见解是通过仔细部署标签来有意创建多路径传播签名。这些特征可用于构建敏感的配置文件,以识别信号到达的位置,从而检测威胁。此外,我们还设计了一个标签随机方案和多接收器组合的方法来检测一个强大的攻击者谁拥有强大的先验知识的合法用户。我们使用USRP和标签对ShieldScatter进行原型设计,以在各种环境中评估我们的系统。结果表明,即使强大的攻击者靠近合法设备,ShieldScatter也可以减轻95%的攻击尝试,同时仅对7%的合法流量触发错误警报。
2021-05-31 cs.CR
Area Efficient Modular Reduction in Hardware for Arbitrary Static Moduli
针对后量子密码硬件实现中模约简面积开销高的问题,提出一种无需乘法、适配任意静态模数的模约简方法,大幅降低面积,支持并行流水线与常数时间执行,适配密码安全需求。
2023-08-29 cs.AR cs.CR cs.PF
X.509 Information Security Certification Based on Post-Quantum Cryptography
针对量子计算对 PKI 的威胁,本文比较 RSA、ECDSA 与 Falcon、Dilithium、SPHINCS+ 在 X.509 证书及签名生成、验证中的效率,并提出 PQC 迁移方案建议。
2024-08-05 cs.CR cs.SE
Detecting Colluding Sybil Attackers in Robotic Networks using Backscatters
由于无线介质的开放性,由许多小型机器人组成的机器人网络很容易受到Sybil攻击者的攻击,他们可以制造出无数的虚拟机器人。这种有害的攻击可能会推翻机器人协作中的基本信任假设,从而阻碍机器人网络在许多协作任务中的广泛部署。现有的解决方案依赖于庞大的多天线系统来被动地获得细粒度的物理层签名,这使得小型机器人无法负担。为了克服这一限制,我们提出了ScatterID,一个轻量级的系统,重视羽毛轻和无电池的反向散射标签的单天线机器人Sybil攻击缓解。ScatterID不是被动地“观察”签名,而是通过利用反向散射标签来主动地“操纵”多径传播,以有意地创建单天线机器人可获得的丰富的多径签名。特别是,这些签名被用来仔细构造相似向量,以挫败高级Sybil攻击者,后者进一步触发功率缩放和合谋攻击以生成不同的签名。然后,定制的随机森林模型的发展,以准确地推断每个机器人的身份合法性。我们在iRobot Create平台上实现了ScatterID,并在现实环境中的各种Sybil攻击下对其进行了评估。实验结果表明,ScatterID在基本和高级Sybil攻击下的AUROC高达0.987,总体准确率为95.4%。具体来说,它可以成功地检测到96.1%的假机器人,而错误地拒绝只有5.7%的合法机器人。
2020-12-28 cs.CR
SIGDROP: Signature-based ROP Detection using Hardware Performance Counters
面向返回的编程(ROP)是一种用于系统妥协的软件漏洞。通过从现有代码片段链接短指令序列,ROP可以绕过静态代码完整性检查方法和不可执行的页面保护。现有的防御要么需要访问源代码或二进制文件,定制的编译器或硬件修改,要么遭受高性能和存储开销。在这项工作中,我们提出了SIGDROP,一种低成本的ROP检测方法,它使用ROP攻击固有的低级别属性。具体来说,我们观察特定的硬件事件时,ROP攻击发生在程序执行过程中的特殊模式。这种基于硬件事件的模式形成签名以在运行时标记ROP攻击。SIGDROP利用硬件性能计数器(已经存在于商用处理器中)来有效地捕获和提取签名。我们的评估表明,SIGDROP可以有效地检测ROP攻击与可接受的性能开销和可忽略的存储开销。
2016-09-09 cs.CR
Puncturable Signatures and Applications in Proof-of-Stake Blockchain Protocol
权益证明区块链协议正在成为能耗工作量证明协议最有前途的替代方案之一。然而,PoS设置中的一个特别关键的威胁是由秘密密钥泄漏(LRSL攻击)引起的众所周知的远程攻击。具体来说,攻击者可以试图控制/损害在过去某个时刻拥有大量股份的账户,从而双重花费或删除过去的交易,这违反了区块链的基本持久性属性。可删截签名提供了一个令人满意的解决方案来构建实用的权益证明区块链,以抵御LRSL攻击,尽管现有的构造对于实际部署来说效率不够。在本文中,我们对可穿孔签名进行了深入研究,并探讨了其在权益证明区块链中的应用。我们形式化的安全模型,允许对手自适应签名和打孔查询,并显示了一个有效的打孔操作的基础上的布隆过滤器数据结构和强Diffie-Hellman假设的建设。我们希望的打孔功能是针对消息的特定部分,如前缀,而不是整个消息。此外,我们使用可穿孔签名来构建实用的权益证明区块链协议,这些协议对LRSL攻击具有弹性,而以前的前向安全签名用于免疫这种攻击。我们实现了我们的方案,并提供了实验结果表明,与前向安全签名相比,我们的结构表现出更好的签名大小,签名和验证效率,显着的密钥更新效率。
2019-10-15 cs.CR
The Qey: Implementation and performance study of post quantum cryptography in FIDO2
Centre of Excellence, Artificial Intelligence & Robotics (AIR), School of Computer Science and Engineering VIT-AP University(维特-安得拉大学计算机科学与工程学院人工智能与机器人卓越中心);DigitalFortress Private Limited(数字堡垒私人有限公司)
本研究针对FIDO2现有经典签名算法无法抵御量子攻击的问题,提出采用基于Crystals Dilithium的ML-DSA作为后量子签名标准,并对比其与经典算法的性能与安全性。
2025-10-24 cs.CR cs.ET
The Hint Weight of ML-DSA Signatures Is Key-Dependent: An Empirical Study across the Three FIPS 204 Parameter Sets
Ironproof
该研究通过实证分析发现ML-DSA(FIPS 204)签名的提示权重依赖于密钥,其与密钥的t0低阶部分范数相关,可作为弱统计指纹,权重受限签名能削弱该密钥间差异。
2026-10-09 cs.CR
Fail-Stop Group Signature Scheme
本文提出了一种失效停止的群签名方案(FSGSS)。FSGSS结合了群签名和失败停止签名的特点,提高了原群签名的安全级别。假设FSGSS遇到了一个拥有超级计算机的黑客的攻击,该方案可以证明数字签名确实是伪造的。基于上述目标,本文提出了三个引理,并证明了它们确实是可行的。首先,数字签名文件的接收人如何验证签名的真实性?第二,当一份经数码签署的文件有争议时,如有需要进行调查,小组经理如何找出签署该文件的原小组成员的身份?第三,我们如何证明签名确实是在超级计算机的外部攻击后伪造的?不久,在未来的论文中,我们将扩展这项工作,使该计划更加有效。在攻击之后,签名可以被证明是伪造的,而不需要暴露密钥。
2018-09-05 cs.CR
A replay-attack resistant message authentication scheme using time-based keying hash functions and unique message identifiers
基于散列的消息认证码是一种非常简单但非常有效的构造,用于使用共享秘密来生成带密钥的消息认证。HMAC在许多因特网应用中作为特设数字签名得到广泛使用。虽然使用HMAC签名的消息可以防止发送者冒充和传输过程中的篡改,但如果单独使用,它们很容易受到重播攻击。我们提出了一个建设,扩展HMAC产生一个有键控的消息摘要,具有有限的有效期。然后,我们提出了一个消息签名方案,使用这个时间相关的MAC连同一个唯一的消息标识符来计算一组认证因素,使用它的接收者可以很容易地检测和忽略重放的消息,从而提供完美的抵抗重放攻击。我们进一步分析了基于时间的消息认证码,并表明它们提供了更强的安全保证比普通的HMAC,即使独立使用上述重放攻击的消息签名方案。
2016-02-05 cs.CR
How Perfect Offline Wallets Can Still Leak Bitcoin Private Keys
近年来,ECDSA作为RSA和经典的基于DL的签名算法的轻量级替代方案已经成为一种流行的选择。按照标准化,ECDSA为一对消息和密钥生成的签名是不确定的。这项工作展示了攻击者如何利用这种非确定性选择,通过没有任何侧通道的签名泄露私人信息,这是Young和Yung在1997年首次发现的经典基于DL的密码系统的攻击,以及这种攻击如何影响ECDSA在比特币协议中的应用。
2015-01-02 cs.CR
Key Recovery Attack on Rank Quasi-Cyclic Code-based Signature Scheme
秩准循环签名(RQCS)是Song等人在[2]中提出的一种基于秩度量码的签名方案,它基于秩准循环伴随式译码(RQCSD)问题。他们的论文被第22届公钥密码学实践与理论国际会议(PKC 2019)接受。他们还证明了在随机预言机模型中RQCS是EUF-CMA。本文介绍了如何恢复的秘密密钥在RQCS与实际模拟。实验结果表明,在128位、192位和256位安全级别下,我们都能在41秒内恢复出RQCS秘密密钥.
2019-02-01 cs.CR
Cryptanalysis of a code-based full-time signature
我们提出了一个攻击的代码为基础的签名方案的基础上Lyubashevsky协议,最近提出的宋,黄,穆,吴和王(SHMWW)。SHMWW方案中的私钥包含部分来自单位矩阵和部分来自随机矩阵的列。两种类型的列的存在导致在所产生的签名中的集合位的分布中的强偏差。我们的攻击利用了这样的偏见,从一堆收集的签名中恢复私钥。我们提供了一个理论分析的攻击,随着实验评估,我们表明,只要10个签名就足以成功地恢复私钥收集。至于以前的尝试,适应Lyubashevsky的协议的情况下,基于代码的密码,SHMWW计划,从而证明无法提供可接受的安全性。这证实了设计安全的基于代码的签名方案的效率与其他后量子解决方案(例如,基于晶格)仍然是一个具有挑战性的任务。
2021-07-06 cs.CR
DSA Nonce Vulnerabilities: An Interactive Analysis
Hainan University(海南大学);Hengyang Normal University(衡阳师范学院)
针对 DSA 算法对初学者难理解且传统工具中间计算不透明的问题,本文提出用于 CTF 竞赛的 DSA 签名分析与可视化平台,具备签名生成验证等功能,涵盖三种随机数漏洞,实验证明可正确重现相关流程及场景。
2026-07-21 cs.CR
On the (In)security of optimized Stern-like signature schemes
本文研究了优化后的类Stern签名方案的安全性,发现利用伪随机生成优化的攻击可在$O(2^{\fracλ{2}})$时间内破解声称$λ$比特安全性的方案,并提出通过添加$salt$字符串等高效修复方法,在仅增加$2λ$比特签名大小的同时确保$λ$比特安全性。
2024-08-28 cs.CR
Secure and Efficient Multi-Signature Schemes for Fabric: An Enterprise Blockchain Platform
数字签名是区块链平台上交易的主要组成部分,特别是在企业区块链平台中,需要产生来自一组对等体的多个签名来支持交易。然而,这样的过程通常是复杂和耗时的。多重签名通过一组签名者合作产生一个联合签名,可以提高交易效率,受到了广泛的关注。在这项工作中,我们提出了两个多重签名方案,GMS和AGMS,这被证明是更安全和更有效的比国家的最先进的多重签名方案。此外,我们在一个真正的企业区块链平台Fabric中实现了所提出的方案。实验结果表明,该方案具有较高的事务处理效率、较低的存储复杂度以及对密钥攻击和k和问题攻击的鲁棒性。
2022-10-19 cs.CR
Two attacks on rank metric code-based schemes: RankSign and an Identity-Based-Encryption scheme
RankSign [GRSZ14a]是一种基于代码的签名方案,它是在NIST量子安全密码学竞赛中提出的[AGHRZ17],而且是新的基于身份的加密(IBE)[GHPT17a]的基本构建块。该签名方案是基于秩度量的,并且具有非常小的密钥大小,对于128位的预期安全级别,约为10Kbps。不幸的是,我们将证明[AGHRZ17]中为该方案提出的所有参数都可以被代数攻击破坏,该攻击利用了该方案中使用的增广LRPC码具有非常低的码字重量的事实。因此,如果没有RankSign,此时无法实例化IBE。作为第二个贡献,我们将表明,这个问题比在基于秩的密码学中找到一个新的签名更深入,我们还发现了一个攻击的通用问题,其安全性降低依赖。然而,与RankSign方案相反,似乎可以选择IBE方案的参数以避免我们的攻击。最后,我们还表明,如果用汉明度量代替[GHPT17a] IBE方案中的秩度量,则可以发现破坏性攻击。
2018-06-07 cs.CR
Hybrid Scheme of Post-Quantum Cryptography and Elliptic-Curve Cryptography for Certificates -- A Case Study of Security Credential Management System in Vehicle-to-Everything Communications
针对V2X通信SCMS面临的量子攻击威胁及现有PQC算法的性能缺陷,提出PQC与ECC混合证书方案,经实地测试验证并对比多种方案性能,为V2X产业提供抗量子的实用证书解决方案。
2025-01-13 cs.CR
Double Counting in $2^t$-ary RSA Precomputation Reveals the Secret Exponent
针对经典RSA数字签名的$2^t$进制模幂运算的预计算问题,提出了一种新的故障攻击--双重计数攻击(DCA),没有中国剩余定理的RSA)。$2^t$ -元方法是最流行和广泛使用的加速RSA签名过程的算法。开发人员可以通过选择最佳的$t$来实现最快的签名过程。例如,$t=6$最适合1536位经典RSA实现。$2^t$ -ary方法需要预计算以生成消息的小指数。尽管预计算可以成为故障攻击的目标,但传统的故障攻击研究很少关注预计算。该算法利用指令跳跃技术,在预计算中引入错误,相当于用汇编语言中的no操作代替指令。本文还提出了一个有用的“位置检查器”的工具,以确定的$2^t$ -ary系数的秘密指数的签名的基础上错误的预计算的位置。结果表明,DCA是一种有效的参数攻击方法.对于使用$2^6$ -ary方法的1536位RSA实现,DCA可以使用具有$63(=2^6-1)$故障签名的位置检查器在短时间内重建整个秘密指数。DCA过程可以针对小的公共指数(例如,65537)。据我们所知,提出的DCA是第一个针对经典RSA预计算的故障攻击。
2014-07-28 cs.CR
R-STELLAR: A Resilient Synthesizable Signature Attenuation SCA Protection on AES-256 with built-in Attack-on-Countermeasure Detection
本文提出R-STELLAR,通过将数字签名衰减的MTD提升至2亿并引入VLB攻击检测器(0.8毫秒响应),将SCA泄露窗口限制在亚毫秒级,显著增强了AES-256的侧信道防护弹性。
2024-08-21 cs.CR eess.SP
An Improved Lattice-Based Ring Signature with Unclaimable Anonymity in the Standard Model
环签名使用户能够代表任意一组用户(称为环)对消息进行签名,而不会确切地透露该环的哪个成员实际生成了签名。环签名的匿名性使得环签名成为一个非常活跃的研究课题。最近,Park和Sealfon提出了一个重要的匿名性概念--签名人不可声明性,并在标准模型下构造了一个具有不可声明匿名性的格环签名方案,但没有考虑签名人不可伪造性。对抗性选择密钥攻击(签名的公钥环可能包含由对手创建的密钥),并且签名大小在环和消息的大小上呈二次方增长。本文提出了一个新的基于格的环签名方案,该方案在标准模型下具有不可声明的匿名性。特别是,我们的工作提高了公园和Sealfons工作的安全性和效率,这是不可伪造的w.r.t.对抗性选择密钥攻击,并且环签名大小在环大小中线性增长。
2022-06-24 cs.CR
How to break the Miranda signature scheme over matrix Gabidulin codes
IRMAR, Université de Rennes(雷恩大学 IRMAR)
针对Miranda签名方案,提出一种通过多项式时间归约为MinRank实例来恢复掩蔽矩阵Gabidulin码的Fqm-线性结构的密钥恢复攻击,使m=79时复杂度从146比特降至46比特。
2026-09-28 cs.CR
Security Analysis of Integer Learning with Errors with Rejection Sampling
Clemson University(克莱姆森大学)
本文研究了基于线性最小二乘攻击的整数学习误差问题的安全性,并通过实验验证了其在数字签名方案中的有效性。
2025-12-09 cs.CR cs.IT math.IT
Statistical Inference Attack Against PHY-layer Key Extraction and Countermeasures
本文对室内和室外实际环境中的信道相关性进行了正式的理论分析。此外,本文还研究了针对LSB密钥提取的经验统计推断攻击(SIA),对手借此推断目标链路的签名。因此,从该签名中提取的秘密密钥已经通过观察周围的链路而被恢复。先前的工作假设理论的链接相关模型的推断,相比之下,我们的研究没有做任何假设的链接相关。相反,我们采用机器学习(ML)方法,根据经验测量的链接签名进行链接推断。ML算法已经被开发用于在各种现实场景下启动SIA。我们的实验结果表明,所提出的推理算法仍然是相当有效的,即使没有对链路相关性的假设。此外,我们的推理算法可以减少许多数量级的暴力搜索相比,关键搜索空间。我们进一步提出了一种对抗统计推断攻击的对策,FBCH(forward-backward cooperative key extraction protocol with helpers)。在FBCH中,引入了助手(其他可信无线节点),以在密钥提取中提供更多随机性。实验结果验证了该协议的有效性。
2018-09-29 cs.CR
Efficient Wu-Manber Pattern Matching Hardware for Intrusion and Malware Detection
网络入侵检测系统和防病毒软件在检测恶意网络流量和攻击(如拒绝服务和恶意软件)方面至关重要。每种攻击、蠕虫或病毒都有其独特的特征。基于特征的入侵检测和防病毒系统依赖于模式匹配来查找可能的攻击特征。模式匹配是一项非常复杂的任务,需要大量的时间、内存和计算资源。基于软件的入侵检测速度不够快,无法与高速网络和不断增加的攻击数量相匹配。在本文中,我们提出了一种专用的硬件Wu-Manber模式匹配算法。FPGA由于其大规模并行结构、可重编程逻辑和存储器资源而成为一个很好的选择。硬件设计采用Verilog语言,实现采用Xilinx ISE。为了进行评估,我们将使用Wireshark收集的网络流量跟踪与来自ClamAV病毒定义数据库的2500个签名进行了掺杂。实验结果表明,高速达到216 Mbps。此外,我们还评估时间、设备使用和功耗。
2020-03-01 cs.CR
Lightweight Electronic Signatures and Reliable Access Control Included in Sensor Networks to Prevent Cyber Attacks from Modifying Patient Data
针对无线传感器网络中患者数据易遭攻击与现有防护不足的问题,提出融合对称加密、非对称访问控制及签名和 Lesamnta-LW 的轻量级安全方案,实验与安全分析证明其优于既有方法。
2025-06-10 cs.CR