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谜题的基础、性质与安全应用:综述

密码学与安全 2022-08-03 v3

摘要

密码算法不仅被用于创建鲁棒的密文,也被用于生成密码谜题,这些谜题与密码学的经典目标相反,旨在被破解。这些通常称为谜题(puzzle)的密码谜题需要消耗一定量的资源才能求解,从而引入一种通常被视为时间延迟的成本——尽管它也可能涉及其他度量,如带宽。这些强大特性使谜题成为许多安全协议的核心,在 IT 安全领域日益重要。谜题的概念随后扩展到其他不使用密码函数的方案类型,例如用于区分人类与机器的 CAPTCHA。总体而言,随着 Bitcoin 的出现,谜题经历了复兴,Bitcoin 使用 CPU 密集型的谜题作为工作量证明。本文中,我们对文献中最重要的谜题构造方案进行了全面研究,依据资源类型、验证类型和应用等若干属性对其分类。我们通过收集并整合不同工作中分散的概念重新定义了谜题一词,以涵盖所有现有应用。此外,我们概述了可能的应用,识别了关键需求与不同设计方法。最后,我们强调了每种方法的特征与局限,为未来新谜题方案的开发提供了有用指南。

关键词

引用

@article{arxiv.1904.10164,
  title  = {Foundations, Properties, and Security Applications of Puzzles: A Survey},
  author = {Isra Mohamed Ali and Maurantonio Caprolu and Roberto Di Pietro},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1904.10164},
  year   = {2022}
}

备注

This article has been accepted for publication in ACM Computing Surveys