OpenSSLNTRU：更快速的后量子 TLS 密钥交换
密码学与安全
2021-12-16 v3
摘要
谷歌 2016 年的 CECPQ1 实验将后量子密钥交换算法 newhope1024 集成到 TLS 1.2 中。2019 年谷歌-Cloud flare 的 CECPQ2 实验将更高效的密钥交换算法 ntruhrss701 集成到 TLS 1.3 中。本文重新审视 CECPQ2 中所做的选择，并展示如何在 TLS 1.3 中使用更高安全性的算法 sntrup761 实现更高的后量子密钥交换性能。先前的工作表明 ntruhrss701 的密钥生成比 sntrup761 的密钥生成快得多，但本文通过一次性生成一批密钥，使 sntrup761 的密钥生成快得多。批量密钥生成在 TLS 协议层是不可见的，但引发了关于将批量密钥交换集成到现有 TLS 库和应用程序中的难度的软件工程问题。本文表明，仔细选择软件层可以轻松将快速后量子软件（包括批量密钥交换）集成到 TLS 中，只需对 TLS 库做微小改动且无需改动应用程序。作为可行性演示，本文报告了通过其轻量补丁版 OpenSSL 将快速 sntrup761 库成功集成到未修改的网页浏览器和未修改的 TLS 终结器中。本文还报告了 TLS 1.3 握手基准测试，实现了比 OpenSSL 中包含的任何软件都更多的每秒 TLS 1.3 握手次数。
引用
@article{arxiv.2106.08759,
title = {OpenSSLNTRU: Faster post-quantum TLS key exchange},
author = {Daniel J. Bernstein and Billy Bob Brumley and Ming-Shing Chen and Nicola Tuveri},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.08759},
year = {2021}
}
备注
20 pages, 5 figures; accepted at USENIX Security 2022; added Artifact Evaluation badges and final Artifact Appendix