#prp

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👥 作者: Gorjan Alagic, Joseph Carolan, Christian Majenz, Saliha Tokat

本文研究量子安全的分组密码构造。伪随机置换(PRP)是理论密码学与应用密码学的基石,而能够抵抗量子查询攻击的PRP在构造伪随机酉算子、分离SZK与BQP等方向中日益重要。经典的Even-Mansour框架通过将公开置换与轮密钥异或交替组合来构造PRP,其中单轮构造在理想置换模型(IPM)下已具备经典安全性,增加轮数可提升具体安全性。然而在量子查询场景下,该框架的安全性尚不明确:基于Simon算法的简单量子攻击可以攻破单轮密码;对于两轮或更多轮,此前仅知道能够抵抗非适应性敌手(即敌手必须预先准备好所有查询)。本文证明了两轮Even-Mansour密码在IPM下具有信息论安全性,能够抵抗对全部可用预言机进行多项式次自适应正向和逆向量子查询的敌手。证明使用了压缩置换预言机和一种特殊构造的等距映射,将理想实验与真实实验关联起来。作者还证明了该构造在某种意义下是最小的:任何通过单次调用公开置换构造的密码在量子场景下本质上都不安全。因此,两轮Even-Mansour是最简单的量子安全分组密码。这项工作填补了量子查询模型下Even-Mansour框架安全性分析的关键空白,为设计量子安全的对称密钥原语提供了理论基础。

💡 推荐理由: 该工作解决了量子查询模型下Even-Mansour框架长期未决的安全性问题,证明了两轮构造即可达到信息论安全,并给出了最小性结论。对后量子密码学和量子安全对称原语的设计具有重要指导意义。

🎯 建议动作: 研究跟进

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