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罗宾·伯杰（Robin M.Berger）。；马塞尔·蒂佩尔特

关于在容错量子计算机上伪造SPHINCS\textsuperscript{+}-Haraka签名。 （英语） Zbl 1497.81037号

Patrick Longa（编辑）等人，密码学进展-LATINCRYPT 2021。第七届拉丁美洲密码学和信息安全国际会议，哥伦比亚波哥大，2021年10月6日至8日。诉讼程序。查姆：斯普林格。莱克特。票据计算。科学。12912, 44-63 (2021).
摘要：SPHINCS\textsuperscript{+}是一种最先进的基于散列的签名方案，其安全性基于SHA-256、SHAKE-256或Haraka散列函数。在这项工作中，我们深入分析了散列函数是如何嵌入到SPHINCS\textsuperscript{+}中的，以及量子预镜像电阻如何影响签名方案的安全性。随后，我们评估了实现Grover的量子搜索算法以找到允许普遍伪造的预图像的成本。
特别是，我们在Q#中提供了Haraka和SHAKE-256散列函数的量子实现，并考虑了容错量子计算机环境中攻击的效率。由于原住民的安全边际有限，我们的调查结果仅限于SPHINCS\textsuperscript{+}。然而，据我们所知，我们提出的攻击比以前发布的攻击性能更好。
我们可以在大约（1.5\cdot 2^{90}{}）个表面代码周期和大约（2.03\cdot 10^6{}\）个物理量子位中伪造一个SPHINCS\textsuperscript{+}-Haraka签名，转换成大约（1.55\cdot 2_{101}{}\）个逻辑量子位周期。对于SHAKE-256，同样的攻击需要\（8.65\cdot 10^6{}\）个量子比特和\（1.6\cdot 2^{84}{}\）个循环，从而产生大约\（2.65\cdot2^{99}{}\。
有关整个系列，请参见[Zbl 1487.94007号].

MSC公司：

81页94 量子密码术（量子理论方面）
94A62型 身份验证、数字签名和秘密共享
94A60型 密码学
68页第10页 搜索和排序
68米15 网络和计算机系统的可靠性、测试和容错

关键词：

后量子密码术；量子实现；资源量估算；密码分析

软件：

KeccakTools公司；github；SPHINS公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{R.M.Berger}和\textit{M.Tiepelt}，莱克特。票据计算。科学。12912，44-63（2021；Zbl 1497.81037）
全文： 内政部

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