Cymric：短输入认证加密的超越生日界安全方案
摘要
认证加密（AE）是现代安全通信的基础工具。已有多种设计被提出，包括GCM等知名标准。虽然这些方案对长输入的性能优异，但对短输入的性能往往因计算开销高而存在问题，这与物联网等协议中数据包通常很短的现实需求存在差距。现有的专用短输入AE方案非常稀少，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。这些方案对（极）短输入具有优异性能，但安全性仅限于n/2比特（n为底层块密码的分组大小）。本文提出一个新的短输入AE家族Cymric，确保超越生日界（BBB）安全性。通过增加一次块密码调用（共三次调用），Cymric支持比EtE和Manx更宽的输入空间。就块密码调用次数而言，Cymric是已知的BBB安全AE的最小构造，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值。最后，我们展示了在微控制器上的全面基准测试，以证明其相对于现有方案的性能优势。
关键词
认证加密, 短输入, 超越生日界安全
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）
引用信息
- DOI: https://doi.org/10.46586/tches.v2025.i3.437-469
- 发表时间: 2025年6月5日
- 卷期: Vol. 2025 No. 3
- 章节: Articles
- 许可证: Creative Commons Attribution 4.0 International License