[发明专利]用于有状态的基于散列的签名的鲁棒状态同步

说明书

本文描述的主题总地涉及计算机安全领域，并且更特别地，涉及用于后量子密码术安全的基于散列的签名的代码签名设施，包括但不限于扩展的Merkle签名方案（XMSS）和基于Leighton/Micali签名（LMS）的基于散列的签名和验证算法。在一个示例中，一种装置包括：计算机可读存储器；签名设施，包括多个硬件安全模块；以及状态同步管理器，包括处理电路以从所述多个硬件安全模块中选择要分派给数字签名处理的硬件安全模块集合，所述硬件安全模块集合至少包括第一硬件安全模块和第二硬件模块；以及将唯一状态同步计数器序列集合分派给相应的硬件安全模块集合，所述状态同步计数器序列集合至少包括第一状态同步计数器序列和第二状态同步计数器序列。可以描述其他示例。

背景技术

本文描述的主题总体涉及计算机安全领域，并且更特别地，涉及用于后量子密码术安全的基于散列的签名的代码签名设施，包括但不限于扩展的Merkle签名方案（XMSS）和Leighton/Micali签名（LMS）的基于散列的签名和验证算法。

诸如Rivest-Shamir-Adleman（RSA）和椭圆曲线数字签名算法（ECDSA）之类的现有公钥数字签名算法预期无法安全抵御基于算法（诸如使用量子计算机的肖尔算法）的暴力攻击。因此，密码术研究界中和各种标准机构中正在努力为安全抵御量子计算机的算法定义新的标准。

因此，用于管理后量子签名方案的正确应用的技术可能例如在基于计算机的通信系统和方法中发现实用性。

附图说明

参考随附附图描述了详细描述：

图1A和1B分别是一次性基于散列的签名方案和多次性基于散列的签名方案的示意性图示；

图2A-2B分别是一次性签名方案和多次性签名方案的示意性图示；

图3是根据一些示例的签名设备和验证设备的示意性图示；

图4A是根据一些示例的Merkle树结构的示意性图示；

图4B是根据一些示例的Merkle树结构的示意性图示；

图5是根据一些示例的在用以实现签名算法的架构中计算块的示意性图示；

图6A是根据一些示例的用以在签名算法中实现签名生成的架构中计算块的示意性图示；

图6B是根据一些示例的用以在验证算法中实现签名验证的架构中计算块的示意性图示；

图7是根据一些示例的用以实现用于有状态的基于散列的签名的鲁棒状态同步的架构中计算块的示意性图示；

图8是图示了根据一些示例的用以实现用于有状态的基于散列的签名的鲁棒状态同步的方法中操作的流程图；

图9是图示了根据一些示例的用以实现用于有状态的基于散列的签名的鲁棒状态同步的方法中操作的流程图；

图10是根据一些示例的可以适于实现硬件加速的计算架构的示意性图示。

具体实施方式

本文描述的是用以实现用于有状态的基于散列的签名的鲁棒状态同步的示例性系统和方法。在以下描述中，阐述了许多具体细节以提供对各种示例的透彻理解。然而，本领域技术人员应当理解，各种示例可以在没有具体细节的情况下实践。在其他实例中，没有详细图示或描述公知的方法、过程、组件和电路，以免混淆示例。

如上面简要描述的，诸如Rivest-Shamir-Adleman（RSA）和椭圆曲线数字签名算法（ECDSA）之类的现有公钥数字签名算法预期无法安全抵御基于使用量子计算机的算法（诸如肖尔算法）的暴力攻击。另一方面，期望基于散列的签名抵挡量子计算机的攻击。基于散列的签名方案的一个示例是扩展的Merkle签名方案（XMSS）。如本文所使用的，术语XMSS应指代XMSS方案和XMSS-MT方案这两者。