- 公钥密码学基础:RSA使用素数p、q;公钥n=pq;加密涉及模幂运算;安全性依赖于分解难度。
- 后量子密码学是必要的,因为潜在的量子计算机可能破解RSA和Diffie-Hellman;新系统尚未被充分理解。
- 作者提出了一个玩具后量子密码系统,使用向量、矩阵和模运算来展示结构;它不适用于实际安全。
- 玩具系统:私钥=两个小向量(a0, a1);公钥=A = a0 + T*a1,其中T是随机矩阵;加密通过点积添加噪声。
- 玩具系统中的解密恢复消息加噪声;由于噪声累积,解密可能失败,这是许多真实后量子系统共有的特征。
- 真实后量子系统(例如FrodoKEM、ML-KEM、HQC)遵循类似的加法结构,但在代数空间、参数大小和噪声处理上有所不同。
- 其他系统(BIKE、NTRU Prime)使用乘法逆元;Classic McEliece使用纠错码,公钥巨大但无解密失败。
- 安全考量:攻击者面临从众多可能向量中寻找正确向量的问题;防御措施包括非交互式证明和基于种子的密钥生成。
- Classic McEliece是最保守的选择,但公钥巨大;其他系统在效率和安全性之间取得平衡。