#signature-scheme

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👥 作者: Junkai Liang, Zhi Zhang 0001, Xin Zhang 0110, Qingni Shen, Yansong Gao 0001, Xingliang Yuan, Haiyang Xue, Pengfei Wu 0003, Zhonghai Wu

该论文提出一个名为 Achilles 的形式化框架,用于系统评估和利用 Rowhammer 故障注入攻击从签名方案中泄露秘密。签名方案是网络安全基础设施的基础组件,虽然它们在数学上被设计为抗密码分析攻击,但易受 Rowhammer 硬件故障注入的影响。现有攻击大多针对特定签名方案的个别参数,缺乏通用性和系统性,因此 Rowhammer 对签名方案整体影响尚不明确。Achilles 框架描述了一个形式化流程:首先对广义签名方案 G-sign 的关键参数注入 Rowhammer 故障,然后进行故障后分析以恢复秘密。该框架不仅可用于已研究方案中寻找更脆弱参数,还能发现可能易受攻击的新方案。为验证其有效性,作者评估了六种签名方案,覆盖传统和后量子密码体系,基于不同数学问题,并分配了五个 CVE 以跟踪相应的 Rowhammer 漏洞。分析结果表明所有六种方案均被证明易受攻击,且为 EdDSA 识别出两个新的脆弱参数。此外,作者利用包括 wolfssl、relic 和 liboqs 在内的现代密码库,对其中三种方案成功实施了 Rowhammer 攻击。该研究的主要贡献在于提供一个系统化、形式化的框架来分析和评估签名方案的 Rowhammer 脆弱性,弥补了以往攻击的零散性,并揭示了硬件故障注入对密码实现的广泛威胁。

💡 推荐理由: 硬件故障注入(Rowhammer)可能突破数学上安全的签名方案,该框架系统化揭示多种签名方案的隐藏脆弱参数,对密码库和硬件安全设计有重要警示意义,蓝队需关注相关 CVE 和实现层风险。

🎯 建议动作: 研究跟进

排序因子: 来自网络安全顶级会议 (+8) | Community 数据源 (+1) | LLM 评分加成 (+0.6)
推荐 3.5
Conf: 50%
👥 作者: Gopikrishnan Muraleedharan, Minh Thuy Truc Pham, Vir Pathak, Thomas Gardner, Chuanqi Zhang, QPerfect, Gavin K. Brennen

该论文提出一个基于量子计算的一次性签名(one-shot signature)方案,并给出了预混淆(pre-obfuscation)电路级实现。一次性签名是一种特殊的数字签名,每个密钥对只能用于签署一条消息,但具有广泛的应用场景,例如委托签名、安全令牌转移以及公开可验证的随机数生成。论文的核心方法是利用可穿刺伪随机函数(puncturable pseudorandom function)的输出,构建一个随机仿射陪集(affine coset)上的叠加态,并设计一个测试陪集成员资格的量子电路。签名过程将量子密钥与消息字符串一起处理,生成经典签名,而验证可由经典验证者在多项式时间内高效完成,无需量子计算能力。该方案具有无算法错误的特性,即签名和验证流程具有完美正确性。在资源消耗方面,逻辑量子比特数量为 Θ(κ log(r) + n + l),其中 r 是公钥大小,n+l 是签名大小,l 是消息长度,κ = Ω(n) 是密码安全参数;门复杂度为 Θ(n³ + nl)。论文还针对不同 n 值给出了具体的量子比特和门数量估算,并指出了为实现对抗经典和量子多项式时间攻击的安全性,需要在哪些电路组件上施加混淆(obfuscation)。该工作为量子密码学中的实用签名方案提供了理论框架和硬件实现基础,适合量子计算、密码学以及安全协议设计领域的研究者阅读。

💡 推荐理由: 量子一次性签名方案结合了量子计算的优势,提供可经典验证的高效签名,对于防抵赖、令牌安全转移等场景有重要价值。

🎯 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)