Cymric：短小精悍的超越生日界安全认证加密方案

摘要

认证加密（AE）是当今安全通信中的基础工具。已有许多设计被提出，包括诸如GCM等知名标准。尽管它们在长输入方面性能优异，但在短输入方面由于计算开销较高，往往存在问题，这与类似IoT协议中数据包通常非常短的实际需求存在差距。现有的专用短输入AE方案非常稀缺，经典方案包括Encode-then-encipher（Bellare和Rogaway，Asiacrypt 2000）和Manx（Adomnicăi等人，CT-RSA 2023），它们最多使用两次块密码调用。这些方案在（非常）短输入方面具有优越性能，但安全性仅限于n/2比特，其中n是底层块密码的块大小。本文提出了一种新的短输入AE方案家族，称为Cymric，它确保超越生日界（BBB）安全性。通过额外增加一次块密码调用（共三次调用），Cymric支持比EtE和Manx更广泛的输入空间。就块密码调用次数而言，Cymric是已知的最小BBB安全AE构造，我们还通过展示两次调用的BBB安全AE的不可能性结果，证明这确实是最小构造。最后，我们展示了在微控制器上的全面基准测试，以显示其相对于现有方案的性能优势。

作者

Alexandre Adomnicăi（独立研究员，法国巴黎）
Wonseok Choi（普渡大学，美国西拉法叶；佐治亚理工学院，美国亚特兰大）
Yeongmin Lee（DESILO公司，韩国首尔）
Kazuhiko Minematsu（NEC，日本川崎）
Yusuke Naito（三菱电机株式会社，日本神奈川）

关键词

认证加密
短输入
超越生日界安全

引用信息

DOI: https://doi.org/10.46586/tches.v2025.i3.437-469
发布日期: 2025年6月5日
期刊: IACR Transactions on Cryptographic Hardware and Embedded Systems
卷期: Vol. 2025 No. 3
章节: Articles
许可: Creative Commons Attribution 4.0 International License