#leakage-resilience

共收录 3 条相关安全情报。

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👥 作者: Zhili Chen, Rahul Jain, YaoNan Zhang

该论文研究的是如何在「量子设备不可信」的前提下,仅让诚实参与方使用经典计算,就实现具有设备无关性(device-independent, DI)的茫然传输(oblivious transfer, OT)与比特承诺。作者给出的构造只假设存在后量子单向函数,属于 MiniQCrypt 框架:诚实方不拥有可信量子计算机,只是经典地操作可能由对手提供的量子设备,而这些设备之间可以共享任意纠缠,并且其行为不必是独立同分布(non-IID),也不受限于逐坐标测量。安全定义采用基于模拟(simulation-based)的框架,针对量子多项式时间敌手,并可在顺序组合下保持安全且模拟器高效。论文的核心技术特点是「一套协议骨架同时服务 OT 与比特承诺」,并且支持两种工作体制:第一种假设两个实验室相互隔离、诚实接收方设备仅做坐标局域测量,可容忍常数比例的诚实设备故障率;第二种允许实验室之间存在多对数级别(polylog)的适应性泄漏,并允许任意联合测量,此时可容忍倒数多对数级别(inverse-polylog)的故障率。为保证安全性,每一次基本的 DI 调用都使用一批全新的、相互隔离的多对数规模设备坐标,最终编译出的 OT 协议中设备总使用量为多项式级别。承诺方案对双方都有高效模拟器,并可导出带中止的 DI 抛硬币协议。由于 OT 对于安全计算是完备的,该构造进一步给出:对固定参与方数量下任意高效可计算的经典功能,都存在带中止的 DI 协议,且能抵抗任意真子集的静态腐化。在证明技巧上,承诺的提取器通过经典模糊化(equivocation)改变一个公开奇偶关系,而不改动设备执行过程,因而泄漏量不变;作者借助「承诺—证明」功能、不相交审计与仿射一致性检验,把被认证的关联性连接到理想 OT。发送方安全性则依赖作者为魔方游戏(Magic Square game)推导的选择器感知并行重复界,该界源自 Kundu 与 Tan 的两轮阈值定理。整体而言,这是一项量子密码学理论工作,把 DI 安全从强隔离假设推广到可容忍泄漏的实用化方向。

💡 推荐理由: 它把设备无关 OT/承诺的信任假设从「理想隔离」放松到可容忍多对数级泄漏与任意联合测量,说明长期来看即使量子设备由对手提供、存在侧信道,也可能维持可证明安全,对密码敏捷与 MPC 长期规划有参考价值。

🎯 建议动作: 研究跟进

排序因子: 来自 arXiv 其他板块 (+2) | Community 数据源 (+1) | LLM 评分加成 (+0.5)
推荐 3.5
Conf: 50%
👥 作者: Rishabh Batra, Fuyuki Kitagawa, Ryo Nishimaki, Takashi Yamakawa

本论文首次系统研究素域上「未经修改」的 Shamir 秘密共享方案在量子泄漏模型下的安全性(即量子泄漏韧性)。经典文献中一个被广泛研究的泄漏模型是:每一方泄露其持有份额的一个本地比特(single-bit local leakage)。作者把该模型量子化:对每一方,本地泄漏信道以该方的份额为输入,输出一个「泄漏量子比特」(leaked qubit),允许泄漏过程中出现量子叠加与纠缠效应。 论文的主要正面结果分层次给出。第一,在泄漏设备之间、以及与敌手之间都没有预共享纠缠的情况下,作者证明只要阈值率 t/n=τ 超过 τ*≈0.73339 并留出一个固定正裕度,敌手区分任意两个秘密的优势被压到 2^{-Ω(n)},即随份额数量 n 指数衰减。第二,结果被推广到更一般的泄漏结构:设备可被划分为互不相交的纠缠块,每块规模有固定上界,块与块之间、块与敌手之间均无纠缠,每块最多发出固定数量的量子比特;此时只要阈值率足够高(充分接近 1),安全性依然成立。第三,作者进一步允许一部分被指定的设备与敌手共享纠缠,并证明即使有线性数量(αn,α 为足够小的正常数)的设备彼此之间以及与敌手共享纠缠,在阈值率足够高时方案仍保持安全。 作为互补的负面结果,论文给出了尖锐的下界:一旦允许泄漏设备之间存在任意大的纠缠,连经典的单个比特泄漏都会使 Shamir 方案不再安全。具体地,若恰好 t 个泄漏设备共享一个 GHZ 态,且完全不需要与敌手纠缠,仅每个参与设备输出一个经典比特,这些比特的联合奇偶性就能以常数优势区分任意选定的一对秘密,从而破坏保密性。 综合正反两方面结果可得结论:对于 τ* 以上的固定阈值率,能与彼此及敌手任意共享纠缠而仍不破坏安全的设备数量最多只能与 n 成线性关系(仅差常数因子);而最优的「可支持比例」(optimal support fraction)究竟落在何处,仍是公开问题。该工作把经典泄漏韧性的阈值现象拓展到量子设置,并为阈值密码学、门限签名与分布式密钥管理在量子敌手模型下的参数选择提供了理论边界。

💡 推荐理由: Shamir 秘密共享是阈值签名、MPC、分布式密钥托管的核心原语。该工作表明在量子泄漏模型下,只有当阈值率高于约 0.73339(或接近 1,视纠缠假设而定)时才具备可证明安全性,且设备间纠缠会显著削弱保障,直接关系到长期密钥保护的参数选型。

🎯 建议动作: 研究跟进

排序因子: 来自 arXiv 其他板块 (+2) | Community 数据源 (+1) | LLM 评分加成 (+0.5)
👥 作者: S. Venkitesh

本文研究面向复合阶域上抗泄漏 Shamir 秘密共享的显式评估点构造问题。Shamir 秘密共享是一种经典的线性秘密共享方案,其安全性依赖于秘密多项式在若干评估点上的取值;在物理泄漏(如侧信道攻击导致的比特泄漏)场景下,评估点的选择方式直接影响方案的统计安全性。此前 Maji 等人(EUROCRYPT 2024)证明,若在复合阶域 F_{p^d} 上随机选取评估点,所构造的 Shamir 秘密共享可针对物理比特泄漏实现统计安全;随后 Nguyen(EUROCRYPT 2025)建立了二分性结论:基于线性码的秘密共享方案在 F_{p^d} 上要么统计安全,要么对该类泄漏完全不安全。本文在 Nguyen 二分性结果的基础上,提出一种评估点的部分去随机化方法,在受限参数范围内优于 Maji 等人的结果。具体地,将原先独立随机选择的 n 个评估点替换为一个固定有理函数 Φ 的迭代序列 x_j = Φ^j(x_0),其中初始点 x_0 在 F_{p^d}^* 中随机选取。这样,评估点所需的随机性从 nd log p 比特降至 d log p 比特。该构造适用于 n = O(d/log_p d) 且重构阈值 k ≥ 2 的参数范围;特别地,在单一区块泄漏情形下,方案可实现完全安全(统计距离精确为零)。其核心技术是部分分式非退化论证,利用有理函数迭代的不同极点特性来证明安全性。本工作为抗泄漏秘密共享的显式构造提供了新思路,减少了随机性需求,同时保持了强安全性保证,适合对密码学理论、秘密共享与侧信道防护感兴趣的研究者阅读。

💡 推荐理由: 该研究在保证抗物理泄漏安全性的同时大幅降低随机性需求,为实际部署秘密共享方案提供了理论支撑。对蓝队而言,理解此类密码学基础可帮助评估基于 Shamir 秘密共享的密钥管理系统在侧信道威胁下的真实安全边界。

🎯 建议动作: 研究跟进

排序因子: 来自 arXiv 其他板块 (+2) | Community 数据源 (+1) | LLM 评分加成 (+0.5)