资料：认识 SPHINCS+、BIKE 和 HQC
你还记得任何赛事的第二名吗？在未来，有人还会记得 2022 年世界杯上的法国队吗？但是，在网络安全领域，仅次于赢家并不是一件坏事，因为我们需要确保自己有替代赢家的选择——以防赢家不能常胜。那么，让我们来看看 PQC( 后量子密码学 ) 的第二名。NIST 定义了 CRYSTALS-KYBER（密钥建立）和 CRYSTALS-Dilithium（数字签名），并且 FALCON 和 SPHINCS+ 也将成为数字签名的标准。为什么？是因为在数字签名中，根据我的评估，Dilithium 2(128-bit security) 在其全面性能方面获得了 28 分 ( 满分 30 分 ):而且，对于 KYBER-512 性能 (128-bit security)，它是完美的 30 分：但是，四种标准化方法中有三种是 Lattice。如果我们发现 Lattice 方法的弱点会怎样？如果真的发生了这种事情，那么整个互联网都可能受到威胁。目前，我们可以选择密钥交换和签名方法 ( 例如用于密钥交换的 ECDH、RSA 和 DH，用于签名的 ECDSA 和 RSA)，但在仅限 Lattice 的世界中，我们可能依赖于 LWE 的基本安全性。选择用于密钥交换的 Lattice 方法的主要原因之一是，它们可以适合 TLS 数据包，因为为了密钥交换而发送两个或多个数据包的开销太大了。因此，私钥、公钥和交换的密码大小是重要因素。从下图，我们可以看到 KYBER-512 的公钥为 800 字节，密码为 718 字节，私钥为 1632 字节。由于私钥不通过网络传递，所以我们不担心它超过 1500 字节 ( 对于单个数据包 )。事实上，我们有足够的空间在单个数据包中包含 ECC 密钥 ( 以提供混合密钥交换方法 )：很明显，Lattice 方法在几乎所有方面都很强大，除了我们需要完全依赖它们这点之外。NIST 已将密钥交换与 SPHINCS+ 一起定义为即将发布的标准。SPHINCS+ 是一种基于哈希的签名方法，SPHINCS+ 最大的优点之一是它提供了一个小的公钥 (32 字节 )：我们看到 SPHINCS+ 是所有竞争者中拥有最小的公钥和私钥大小的那个 ( 但签名相对较大 )：这样做的原因是由于私钥是一组随机的 32 字节值，而公钥是所有这些密钥的 Merkle hash。不幸的是，SPHINCS+ 的性能并不像 Lattice 方法那么好，并且密钥生成速度比 Dilithium 慢 10 倍左右：我们拥有 Dilithium 或 SPHINCS+ 的数字签名方法。如果相关的话，开发人员和安全架构师应该开始考虑在他们的堆栈中同时支持这两种。密钥交换呢？我们只有 CRYSTALS-KYBER。因此，NIST 现在已经开始了第四轮评估，包括 BIKE, Classic McEliece, HQC 和 SIKE。两种比较常用的方法是 BIKE 和 HQC。两者都不是 Lattice 方法，而是基于代码的，具有相似的性能级别和密钥大小。BIKE-L1(128-bit security) 的公钥是 1541 字节，HQC-128 的公钥是 2249 字节：这将把公钥置于 TLS 数据包的限制之外，但开销可能不会太多。不幸的是，Classic McEliece 几乎没有机会接近 TLS，因为它有一个超过 260KB 的巨大公钥。对于基于同源性的方法 (SIKE)，它几乎没有机会被定义为替代方法，因为在一个周末使用一台笔记本电脑就破解了一种方法 (SIDH)。虽然这是选择的参数，但它带来了使用同源性的问题。但是，NIST 仍然喜欢 SIKE，所以它仍然在那里，并将被进行更多的探索。我们对数字签名进行了很好的分类，SPHINCS+ 提供了即将到来的 Dilithium 的替代品。密钥交换方法的过程还不太清楚，但 BIKE 和 HQC 很可能会与 KYBER 一起走向标准化。Source：https://medium.com/asecuritysite-when-bob-met-alice/for-a-post-quantum-world-is-it-all-about-lattice-methods-no-meet-sphincs-bike-and-hqc-2c3f05c77e66ChinaDeFi - ChinaDeFi.com 是一个研究驱动的 DeFi 创新组织，同时我们也是区块链开发团队。每天从全球超过 500 个优质信息源的近 900 篇内容中，寻找思考更具深度、梳理更为系统的内容，以最快的速度同步到中国市场提供决策辅助材料。Layer 2 道友 - 欢迎对 Layer 2 感兴趣的区块链技术爱好者、研究分析人与 Gavin（微信: chinadefi）联系，共同探讨 Layer 2 带来的落地机遇。敬请关注我们的微信公众号 “去中心化金融社区”。
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