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CSI-FiSh：通过类群计算实现高效的基于同构的签名

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密码学进展——2019年亚洲密码 （2019年亚洲）

系列丛书的一部分： 计算机科学课堂讲稿（（LNSC，第11921卷）

包含在以下会议系列中：

摘要

在本文中，我们报道了一种新的记录类群计算方法，该方法对一个具有154位鉴别码的假想二次域进行了计算，超过了以前的130位记录。该类群是基于CSIDH-512同系密码系统的核心，了解类群结构和关系格意味着有效的均匀采样及其元素的规范表示。这两种操作以前都是不可能的，因此我们可以实例化Stolbunov首先绘制的基于isogeny的签名方案。我们遵循De Feo和Galbraith的想法，使用多个公钥和Merkle树进一步优化了该方案。我们还表明，包括二次扭曲可以免费将公钥大小减少一半。针对签名大小进行了优化，我们的实现需要390毫秒来进行签名/验证，最终得到263个字节的签名，代价是使用了大量公钥。对于相同的参数集，这比SeaSign的优化版本快300倍，小3倍以上。对公钥和签名大小的组合进行优化后，总大小为1468字节，这比128位安全级别的任何其他量子后签名方案都要小。

这项工作得到了鲁汶大学研究委员会拨款C14/18/067和STG/17/019的部分支持。Ward Beullens由FWO奖学金资助。本文件日期：2019.09.12。

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  1. Babai，L.：关于Lovász的格约简和最近格点问题。组合型6(1), 1–13 (1986)

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  3. Beullens，W.，Preneel，B.：较小UOV公钥的现场提升。收录：Patra，A.，Smart，N.P.（编辑）INDOCRYPT 2017。LNCS，第10698卷，第227-246页。查姆施普林格（2017）。https://doi.org/10.1007/978-3-319-71667-1_12

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  13. Don，J.，Fehr，S.，Majenz，C.，Schaffner，C.：量子随机预言模型中Fiat Shamir变换的安全性。arXiv预印本arXiv:1902.07556(2019)

  14. Doulgerakis，E.，Laarhoven，T.，de Weger，B.：使用近似Voronoi细胞寻找最接近的晶格矢量。In:Ding，J.，Steinwandt，R.（编辑）PQCrypto 2019。LNCS，第11505卷，第3-22页。查姆施普林格（2019）。https://doi.org/10.1007/978-3-030-25510-7_1

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  17. Galbraith，S.D.，Petit，C.，Silva，J.：基于超奇异等基因问题的识别协议和签名方案。收录人：Takagi，T.，Peyrin，T.（编辑）《2017年亚洲期刊》。LNCS，第10624卷，第3-33页。查姆施普林格（2017）。https://doi.org/10.1007/978-3-319-70694-8_1

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  27. Laarhoven，T.：筛选最接近的晶格矢量（带预处理）。摘自：Avanzi，R.，Heys，H.（编辑）SAC 2016。LNCS，第10532卷，第523-542页。查姆施普林格（2017）。https://doi.org/10.1007/978-3-319-69453-5_28

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  28. Lenstra，A.K.、Lenstra、H.W.、Lovász，L.：有理系数分解多项式。数学年刊261(4), 515–534 (1982)

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  34. Stolbunov，A.：基于一组等原椭圆曲线上的类群作用构造公钥密码方案。高级数学。通信。4(2), 215–235 (2010)

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  36. Vélu，J.：《Isogénies entre courbes elliptiques》。CR学院。科学。巴黎Ser。答：。273，305–347（1971年）

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  37. Wiedemann，D.H.：求解有限域上的稀疏线性方程。IEEE传输。Inf.理论32(1), 54–62 (1986)

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下载参考资料

致谢

我们要感谢鲁汶大学电气工程系通过HTCondor框架提供了必要的计算能力。还要感谢Léo Ducas计算关系格的HKZ基并讨论CVP解算器。

作者信息

作者和附属机构

  1. imec-COSIC、ESAT、KU鲁汶、比利时鲁汶

    Ward Beullens和Frederik Vercauteren

  2. 瑞士洛桑1015车站14号EPFL IC LACAL

    托尔斯滕·克林（Thorsten Kleinjung）

作者
  1. 沃德·贝伦
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  2. 托尔斯滕·克林（Thorsten Kleinjung）
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  3. 弗雷德里克·韦考特伦
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通讯作者

与的通信沃德·贝伦.

编辑器信息

编辑和附属机构

  1. 新西兰奥克兰奥克兰大学

    史蒂文·加尔布雷斯

  2. 日本东京NICT安全基础实验室

    森井实浩

权利和权限

转载和许可

版权信息

©2019国际密码研究协会

关于本论文

检查更新。通过CrossMark验证货币和真实性

引用本文

Beullens，W.，Kleinjung，T.，Vercauteren，F.（2019年）。CSI-FiSh：通过类组计算实现高效的基于异构的签名。收录：Galbraith，S.，Moriai，S.（编辑）《密码学进展——2019年亚洲密码》。2019年亚洲。计算机科学（）课堂讲稿，第11921卷。查姆施普林格。https://doi.org/10.1007/978-3-030-34578-5_9

下载引文

  • 内政部:https://doi.org/10.1007/978-3-030-34578-5_9

  • 出版:

  • 发布者名称:查姆施普林格

  • 打印ISBN:978-3-030-34577-8

  • 在线ISBN:978-3-030-34578-5

  • 电子书包:计算机科学计算机科学（R0）

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