VDOO：一种短且快速的后量子多变量数字签名方案
密码学与安全
2023-12-18 v1
摘要
格困难问题在构建后量子密码系统中占据主导地位。然而，我们需要继续开发基于其他量子困难问题的后量子密码系统，以防止因求解格困难问题突然取得突破而导致后量子密码学全面崩溃。求解大型多变量二次方程组即是此类量子困难问题之一。不平衡油醋（Unbalanced Oil-Vinegar）是一种基于求解多变量方程困难性的签名方案。在本工作中，我们提出了一种基于求解多变量方程的后量子数字签名算法 VDOO（Vinegar-Diagonal-Oil-Oil）。我们在基于油醋的签名方案 Rainbow 上引入了一个称为对角层的新层。该层有助于在不大幅增加参数的情况下提升我们方案的安全性。由于这一修改，多变量二次方程组主要计算瓶颈（即高斯消元法）的复杂度显著降低。从而使我们的方案成为最快的多变量二次签名方案之一。此外，我们表明，精心选择的参数能够抵抗所有现有的最先进攻击。我们的方案在美国国家标准与技术研究院（NIST）安全级别 I、III 和 V 下的签名大小分别为 96、226 和 316 字节。这是在所有已知具有类似安全性的后量子签名方案中最小的签名大小。
引用
@article{arxiv.2312.09535,
title = {VDOO: A Short, Fast, Post-Quantum Multivariate Digital Signature Scheme},
author = {Anindya Ganguly and Angshuman Karmakar and Nitin Saxena},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.09535},
year = {2023}
}