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本文提出 SILMARILS,一种基于信息论和量子安全的设计者验证签名方案,构建于有限域 F_p 上的最小代数核心,使用真随机性和完美 2-out-of-2 Shamir 秘密共享。方案支持两方和三方模式。两方模式下,实现可转移设计者验证签名(TDV):指定验证者能够模拟出与真实签名不可区分的接受副本,满足 Jakobsson-Sako-Impagliazzo DV 安全;验证者可发布收据 r 用于公开验证,但即使有 r,外部方也无法区分签名或模拟。针对非指定验证者,在随机预言模型和量子随机预言模型中证明了 EUF-CMA^¬DV 安全性。三方模式下,采用 Fitzi 等人的广播模型,获得基于模拟安全的统计安全签名协议,错误率 1/p。安全性在纯信息论模型、IT+ROM 和量子随机预言模型下分析,并将 Fitzi 框架扩展到具有经典 I/O 的量子敌手。方案实现了正确性、保密性、可转移性和不可伪造性,且与基于模拟的安全等价。由于代数结构简单,SILMARILS 的密钥和签名尺寸显著小于 Dilithium、Falcon、SPHINCS+ 等标准化后量子方案,同时在后量子环境下提供 TDV 安全,特别适合区块链应用。
💡 推荐理由: 首次在信息论和量子安全框架下实现可转移设计者验证签名,密钥和签名尺寸远小于现有后量子标准,对区块链等需要高效签名且支持模拟的认证场景具有重要参考价值。
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