量子时代的密钥交换：公钥密码学与物理层安全混合系统评估
密码学与安全
2024-12-19 v1
摘要
当今的信息社会依赖密码学来实现数字通信的安全目标，如机密性、完整性、认证性和不可否认性。其中，公钥密码系统在共享加密密钥和创建数字签名方面发挥着关键作用。然而，量子计算机威胁着传统公钥密码系统的安全性，因为它们能够破解这些方案所依赖的计算问题，即离散对数和整数分解。功能足够强大的量子计算机的预期到来，在长期保密性方面已经威胁到当今的秘密通信，因为这些数据可能被存储以供日后解密。因此，研究人员致力于开发并部署替代方案。在本工作中，我们评估了一种基于将公钥方案与物理层安全相结合的密钥交换协议，以应对量子攻击的前景。如果强大的量子攻击者无法立即获得私钥，合法通信方就拥有一个短期保密窗口来执行物理层阻塞密钥交换（JKE），以建立长期共享密钥。从而，该协议限制了攻击者破解所采用的公钥密码学所需的计算时间。在本文中，我们概述了该协议，讨论了其安全性，并指出了有待解决的挑战。
引用
@article{arxiv.2412.13352,
title = {Key Exchange in the Quantum Era: Evaluating a Hybrid System of Public-Key Cryptography and Physical-Layer Security},
author = {Paul Staat and Meik Dörpinghaus and Azadeh Sheikholeslami and Christof Paar and Gerhard Fettweis and Dennis Goeckel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.13352},
year = {2024}
}