本文针对 NIST 标准化的后量子签名方案 ML-DSA(基于格)的随机性泄露攻击展开研究。ML-DSA 的安全性依赖于签名随机性和拒绝采样机制,使得签名与私钥统计独立。然而,实际部署中可能因侧信道攻击等方式泄露部分随机性,导致签名泄漏转化为 ILWE(Inhomogeneous Learning With Errors)族问题,进而威胁私钥安全。现有工作主要关注不同泄露模型下构建ILWE实例,而对第二阶段求解器的系统性研究不足,通常采用特定模型的启发式求解器。本文提出统一框架,系统评估三族求解器(包括普通最小二乘OLS、信念传播BP、先验感知离散推断)在泄漏生成的ILWE、FS-ILWE(Fiat-Shamir ILWE)和CILWE(Concealed ILWE)实例上的恢复效率。实验表明,求解器选择对密钥恢复效率影响显著:在FS-ILWE上,先验感知离散推断相比基准方法将信息关系数量降低1-2个数量级;与OLS相比,BP在无噪声设置下减少因子15.4倍至64.9倍,在有噪声设置下减少10.5倍至73.9倍。本文首次对随机性泄露攻击中的求解器进行系统评估,为ML-DSA的安全性分析提供了新的基准。适合密码学家、安全分析师及后量子密码实现者阅读。
💡 推荐理由: ML-DSA作为NIST标准化的后量子签名方案,其实际部署中的侧信道风险需提前评估。本文系统揭示了求解器选择对密钥恢复效率的关键影响,为防御者设计安全实现和评估泄露容忍度提供了重要参考。
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