A Comprehensive Survey on the Implementations, Attacks, and Countermeasures of the Current NIST Lightweight Cryptography Standard
本文首次系统综述了2023年NIST轻量级密码学标准ASCON，涵盖其在FPGA和ASIC上的实现开销、各类差分与侧信道攻击及对策，并展望未来研究方向。
2023-04-13 cs.AR cs.CR cs.CY
NIST Post-Quantum Cryptography Standard Algorithms Based on Quantum Random Number Generators
Chunghwa Telecom Laboratories（中華電信實驗室）
本文提出基于量子随机数生成器的后量子密码算法，旨在提升对抗量子计算攻击的安全性，通过评估六种QRNG的性能，为未来PQC系统部署提供参考数据。
2025-07-24 cs.CR cs.PF quant-ph
PQC-HA: A Framework for Prototyping and In-Hardware Evaluation of Post-Quantum Cryptography Hardware Accelerators
本文提出PQC-HA框架，利用TaPaSCo和HLS从ANSI C参考实现构建Kyber与Dilithium的硬件加速器，并在真实FPGA硬件上验证功能、评估通信开销，证明其可行性。
2023-08-12 cs.AR cs.CR
Post Quantum Cryptography: Techniques, Challenges, Standardization, and Directions for Future Research
大型量子计算机的发展将对密码学产生可怕的后果。大多数对称和非对称密码算法都容易受到量子算法的攻击。Grover的搜索算法为AES和3DES等对称方案中的密钥搜索提供了平方根时间提升。RSA、Diffie Hellman和ECC等非对称算法的安全性是基于素数分解和离散对数的数学难度。最好的经典算法需要指数时间。Shor的因式分解算法可以在多项式时间内求解。量子计算的重大突破将使所有目前广泛使用的非对称密码系统变得不安全。本文分析了经典密码系统在量子计算机背景下的脆弱性，讨论了各种后量子密码系统族，讨论了NIST后量子密码学标准化进程的现状，最后给出了该领域未来的几个研究方向。
2022-02-06 cs.CR
Empowering Mobile Networks Security Resilience by using Post-Quantum Cryptography
Federal University of Uberlândia (UFU)（乌贝兰迪亚联邦大学）；Federal University of Viçosa (UFV)（维索萨联邦大学）；University of Minho (UMinho)（米尼奥大学）
本文研究了在5G核心网络中集成后量子密码学以应对量子威胁，通过实验比较三种部署方案，发现PQC增加了约54ms的端到端延迟，但保持了低方差，展示了非干扰的迁移路径。
2026-03-30 cs.CR
Analysis of Light-Weight Cryptography Algorithms for UAV-Networks
本研究评估了轻量级密码算法ASCON在无人机网络中的集成与表现，结果表明ASCON-128a在计算成本、能耗及安全性上优于AES-128，是资源受限无人机通信系统的优选加密方案。
2025-04-05 cs.CR
Hybrid Schemes of NIST Post-Quantum Cryptography Standard Algorithms and Quantum Key Distribution for Key Exchange and Digital Signature
本研究结合NIST标准化后量子密码算法与量子密钥分发，提出包含密钥交换和数字签名的混合安全方案，通过熵值、分布特性、计算耗时等指标验证了方案的可行性，构建了双层安全模型。
2025-09-30 cs.CR cs.PF quant-ph
A Survey on Code-Based Cryptography
本文综述基于编码的密码学，涵盖公钥加密与签名方案的主要框架及安全假设，并以讲义风格提供数学背景，应对量子威胁。
2024-07-17 cs.CR cs.IT math.IT
Red Teaming Generative AI/NLP, the BB84 quantum cryptography protocol and the NIST-approved Quantum-Resistant Cryptographic Algorithms
University of Oxford（牛津大学）；Cisco Systems（思科系统公司）
本研究历时五年，采用红队测试方法，针对AI/NLP模型与BB84等量子密码协议的网络安全风险开展评估，旨在推动量子时代数字安全防护方案落地。
2023-09-17 cs.CR cs.CY cs.ET
A Systematic Study of Lattice-based NIST PQC Algorithms: from Reference Implementations to Hardware Accelerators
可以预见，当前部署的公钥密码学算法的安全性容易受到量子计算机攻击。因此，存在开发后量子密码学（PQC）算法的团体努力，即，能抵抗量子攻击的算法在这项工作中，我们已经调查了如何从NIST PQC标准化竞争票价格为基础的候选算法时，被认为是硬件加速器。为了实现这一目标，我们评估了所选算法的参考实现，目的是确定它们的基本构建块是什么。我们假设硬件加速器将在专用集成电路（ASIC）中实现，并且我们实验中的目标技术是商业65 nm节点。为了估计每个算法的特性，我们评估了它们的内存需求，乘法器的使用，以及每个算法如何使用哈希函数。此外，对于这些构建块，我们收集了12个候选算法的面积和功率数据。对于内存，我们使用商业内存编译器。对于逻辑，我们使用标准单元库。为了公平地比较候选算法，我们选择500MHz的参考操作频率。我们的研究结果表明，我们的面积和功率数与现有技术相当，尽管在我们的实验中以更高的操作频率和更高的安全级别为目标。本文对基于格的NIST PQC算法进行了全面的研究，可用于指导ASIC设计人员在选择合适的算法时，同时尊重需求和设计约束。
2020-09-24 cs.AR cs.CR
Complexity of Post-Quantum Cryptography in Embedded Systems and Its Optimization Strategies
针对量子计算威胁下传统密码的脆弱性，本文分析嵌入式系统中后量子密码（PQC）的硬件复杂度，分类算法家族并提出优化策略，还对比了CRYSTALS-Kyber与McEliece的计算复杂度。
2025-04-18 cs.CR
A Survey of Post-Quantum Cryptography Support in Cryptographic Libraries
本文综述了九个主流开源密码学库对 NIST 后量子密码算法的支持现状，揭示各库就绪程度不一，并强调需加强研究、标准化与协同采用以应对量子威胁。
2025-08-22 cs.CR cs.NI
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
Post-Quantum Cryptography Migration in Australian Real-Time Payment Infrastructure: A Monte Carlo Simulation Study of the New Payments Platform
School of IT and Engineering, Melbourne Institute of Technology (MIT Melbourne)（墨尔本理工大学IT与工程学院）
本文通过蒙特卡洛模拟研究澳大利亚NPP的PQC迁移，发现ML-DSA和Falcon算法满足SLA要求，推荐NPP和SWIFT采用ML-DSA-65搭配ML-KEM-768，带内受限场景用Falcon-512。
2026-08-28 cs.CR cs.PF
PQC-LEO: An Evaluation Framework for Post-Quantum Cryptographic Algorithms
Edinburgh Napier University（爱丁堡纳皮尔大学）；GHI（6GHI）
PQC-LEO框架用于评估后量子密码算法在x86和ARM架构上的性能差异，揭示了不同架构下PQC算法的性能表现。
2026-03-06 cs.CR
A Comparative Study of Hybrid Post-Quantum Cryptographic X.509 Certificate Schemes
Chunghwa Telecom Laboratories（中華電信研究所）
本文比较了多种混合后量子密码X.509证书方案，评估其在证书大小、计算效率和迁移可行性等方面的适用性。
2025-10-30 cs.CR
Scabbard: An Exploratory Study on Hardware Aware Design Choices of Learning with Rounding-based Key Encapsulation Mechanisms
本文提出含 Florete、Espada、Sable 的基于 LWR 的 KEM 套件 Scabbard，并通过软硬件实现评估效率、并行性、内存与面积等硬件感知设计权衡。
2024-09-14 cs.CR
Lightweight usable cryptography: a usability evaluation of the Ascon 1.2 family
本文通过实验评估 Ascon 1.2 密码算法家族的可用性，揭示变体混淆、接口设计与高级封装需求，并主张将真实用户测试纳入标准化。
2023-06-30 cs.CR cs.HC
Hardware Random number Generator for cryptography
许多方案的关键要求之一是随机数。随机数序列用于标准密码协议的几个阶段。一个简单的例子是Vernam密码，其中一串随机数被添加到消息字符串以生成加密代码。它表示为$C=M \oplus K $，其中$M$是消息，$K$是密钥，$C$是密文。数学上已经证明，这个简单的方案是不可破解的，密钥K只要M，并且只使用一次。对于一个好的密码系统，密码系统的安全性不是基于算法的保密，而是仅仅基于密钥的保密。秘密数据的质量和不可预测性是现代密码技术保护通信安全的关键。用于密码目的的这种数据的生成通常需要随机数据的不可预测的物理源。在这篇手稿中，我们提出了三种不同的方法产生随机数的研究。我们通过研究其频率、相关性以及使用NIST的测试服对它们进行了测试。
2015-10-05 cs.CR physics.comp-ph physics.ins-det
Analysis of Post-Quantum Cryptography in User Equipment in 5G and Beyond
本文在5G仿真环境中评估NIST抗量子密码算法在UE间通信的性能，发现ML-KEM与ML-DSA组合最适合延迟敏感应用，而SPHINCS+和HQC开销过高。
2025-07-22 cs.CR cs.NI cs.PF
The Impact of Quantum-Safe Cryptography (QSC) on Website Response
本研究评估NIST量子安全密码算法对网站响应时间的影响，发现其在正常及拥塞网络、高延迟和丢包条件下性能优于经典RSA，建议标准获批后网站切换至QSC。
2024-10-30 cs.CR cs.NI
Generating cryptographically-strong random lattice bases and recognizing rotations of $\mathbb{Z}^n$
基于格的密码学依赖于生成难以完全约简的随机基。给定一个格基（例如密码系统的私有基），所有其他基都通过与$GL(n,\mathbb{Z})$中的矩阵相乘而相关。我们比较了各种方法的优势，以采样的随机元素的$GL(n,\mathbb{Z})$，发现一些是强于其他方面的问题，识别旋转的$\mathbb{Z}^n$晶格。特别是，将幂等生成器相乘的标准算法（如Magma的RandomSLnZ命令中所实现的）生成了最后一个问题的实例，即使在接近1，500的维度上也可以有效地破解。同样，我们发现，在NIST的后量子密码学竞争提交（DRS）之一的随机基生成方法生成的实例，可以有效地打破，即使在其256位的安全设置。描述了其他随机基生成算法（一些较旧，一些较新），这些算法似乎更强大。
2021-05-19 cs.CR math.GR math.NT
XCRYPT: Accelerating Lattice Based Cryptography with Memristor Crossbar Arrays
本文提出了一个加速格为基础的后量子密码学（PQC）与忆阻器为基础的交叉开关的情况下，这些固有的容错算法是一个很好的适合噪声模拟MAC操作交叉开关。我们比较了不同的NIST第三轮基于网格的PQC候选者，并确定SABER不仅是在传统系统上执行时的领跑者，而且还可以通过交叉杆加速。SABER是一种基于模LWR的方法，它通过舍入执行模多项式乘法。我们将SABER中的多项式乘法映射到交叉杆上，并表明与最近的硬件提案相比，模拟点积可以产生$1.7-32.5\times$性能和能效的改善。这个初始设计结合了多个最先进的作品中的创新-SABER中的算法和ISAAC（用于深度神经网络加速）中提出的忆阻加速原理。然后，我们确定在这个初始设计的瓶颈，并引入几个额外的技术，以提高其效率。这些技术是协同的，特别是受益于SABER的2的幂模运算。首先，我们表明，在SABER中使用的一些软件技术，在CPU平台上是有效的，是没有帮助的基于纵横的加速器。依靠更简单的算法，通过$1.3-3.6\times$进一步提高了我们的效率。其次，我们利用SABER的计算特性，交错交叉开关中的运算，并共享几个可变精度ADC，从而实现高达$1.8\times$的更高效率。第三，为了进一步降低ADC的压力，我们提出了一种简单的模拟移位和相加技术，这导致了$1.3-6.3\times$效率的提高。总体而言，我们的设计实现了$3-15\…
2023-01-31 cs.AR cs.CR cs.ET
Assessment of cryptographic approaches for a quantum-resistant Galileo OSNMA
本文评估了 Galileo OSNMA 应对量子威胁的现状，分析了 NIST 标准化中的 PQC 算法在其中的实现可能性，指出签名和密钥尺寸是主要障碍，并提出了短期维持系统完整性的临时对策。
2024-06-03 cs.CR eess.SP
Fundamentals, Recent Advances, and Challenges Regarding Cryptographic Algorithms for the Quantum Computing Era
本书系统阐述了量子计算时代密码算法的基础、最新进展及挑战，涵盖经典与后量子算法、标准化进程及安全迁移策略。
2026-01-26 cs.CR quant-ph
On the practicality of quantum sieving algorithms for the shortest vector problem
HUN-REN Alfréd Rényi Institute of Mathematics（匈牙利科学院阿尔弗雷德·雷尼数学研究所）；Centre for Quantum Technologies, National University of Singapore（新加坡国立大学量子技术中心）；David R. Cheriton School of Computer Science, University of Waterloo（滑铁卢大学大卫R.切里顿计算机科学学院）
本文分析了量子筛算法在解决最短向量问题时所需资源，发现即使在乐观假设下，400维晶格问题仍需10^13个物理量子比特和10^31年，表明当前量子计算在密码学维度上缺乏显著加速。
2025-02-17 cs.CR quant-ph
