[發明專利]用于有狀態的基于散列的簽名的魯棒狀態同步

在審

• 申請號: 202011518931.2
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN113452527A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: M·薩斯特里;R·米索茨基;J·勞尼;D·M·惠勒爾
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: H04L9/32
• 分類號: H04L9/32;H04L9/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉書航;呂傳奇

本文描述的主題總地涉及計算機安全領域，并且更特別地，涉及用于后量子密碼術安全的基于散列的簽名的代碼簽名設施，包括但不限于擴展的Merkle簽名方案（XMSS）和基于Leighton/Micali簽名（LMS）的基于散列的簽名和驗證算法。在一個示例中，一種裝置包括：計算機可讀存儲器；簽名設施，包括多個硬件安全模塊；以及狀態同步管理器，包括處理電路以從所述多個硬件安全模塊中選擇要分派給數字簽名處理的硬件安全模塊集合，所述硬件安全模塊集合至少包括第一硬件安全模塊和第二硬件模塊；以及將唯一狀態同步計數器序列集合分派給相應的硬件安全模塊集合，所述狀態同步計數器序列集合至少包括第一狀態同步計數器序列和第二狀態同步計數器序列。可以描述其他示例。

背景技術

本文描述的主題總體涉及計算機安全領域，并且更特別地，涉及用于后量子密碼術安全的基于散列的簽名的代碼簽名設施，包括但不限于擴展的Merkle簽名方案（XMSS）和Leighton/Micali簽名（LMS）的基于散列的簽名和驗證算法。

諸如Rivest-Shamir-Adleman（RSA）和橢圓曲線數字簽名算法（ECDSA）之類的現有公鑰數字簽名算法預期無法安全抵御基于算法（諸如使用量子計算機的肖爾算法）的暴力攻擊。因此，密碼術研究界中和各種標準機構中正在努力為安全抵御量子計算機的算法定義新的標準。

因此，用于管理后量子簽名方案的正確應用的技術可能例如在基于計算機的通信系統和方法中發現實用性。

附圖說明

參考隨附附圖描述了詳細描述：

圖1A和1B分別是一次性基于散列的簽名方案和多次性基于散列的簽名方案的示意性圖示；

圖2A-2B分別是一次性簽名方案和多次性簽名方案的示意性圖示；

圖3是根據一些示例的簽名設備和驗證設備的示意性圖示；

圖4A是根據一些示例的Merkle樹結構的示意性圖示；

圖4B是根據一些示例的Merkle樹結構的示意性圖示；

圖5是根據一些示例的在用以實現簽名算法的架構中計算塊的示意性圖示；

圖6A是根據一些示例的用以在簽名算法中實現簽名生成的架構中計算塊的示意性圖示；

圖6B是根據一些示例的用以在驗證算法中實現簽名驗證的架構中計算塊的示意性圖示；

圖7是根據一些示例的用以實現用于有狀態的基于散列的簽名的魯棒狀態同步的架構中計算塊的示意性圖示；

圖8是圖示了根據一些示例的用以實現用于有狀態的基于散列的簽名的魯棒狀態同步的方法中操作的流程圖；

圖9是圖示了根據一些示例的用以實現用于有狀態的基于散列的簽名的魯棒狀態同步的方法中操作的流程圖；

圖10是根據一些示例的可以適于實現硬件加速的計算架構的示意性圖示。

具體實施方式

本文描述的是用以實現用于有狀態的基于散列的簽名的魯棒狀態同步的示例性系統和方法。在以下描述中，闡述了許多具體細節以提供對各種示例的透徹理解。然而，本領域技術人員應當理解，各種示例可以在沒有具體細節的情況下實踐。在其他實例中，沒有詳細圖示或描述公知的方法、過程、組件和電路，以免混淆示例。

如上面簡要描述的，諸如Rivest-Shamir-Adleman（RSA）和橢圓曲線數字簽名算法（ECDSA）之類的現有公鑰數字簽名算法預期無法安全抵御基于使用量子計算機的算法（諸如肖爾算法）的暴力攻擊。另一方面，期望基于散列的簽名抵擋量子計算機的攻擊。基于散列的簽名方案的一個示例是擴展的Merkle簽名方案（XMSS）。如本文所使用的，術語XMSS應指代XMSS方案和XMSS-MT方案這兩者。