microsoft/pqcrypto-lwekeLibreria C che implementa FrodoKEM, un meccanismo di incapsulamento delle chiavi post-quantistico basato sul problema Learning with Errors, con varianti per AES e SHAKE, incluse le modalità effimera e standard.
Questa libreria C implementa FrodoKEM, un protocollo di incapsulamento di chiavi (KEM) sicuro IND-CCA basato sul noto problema Learning with Errors (LWE) [1,3], che a sua volta ha strette connessioni con problemi congetturati come difficili su reticoli generici e "algebricamente non strutturati". Questo pacchetto include anche implementazioni di riferimento in Python. Si congettura che FrodoKEM sia sicuro contro gli attacchi dei computer quantistici.
FrodoKEM consiste in due varianti principali:
A differenza di eFrodoKEM, il FrodoKEM standard utilizza un seed ingrandito per generare il seed per il campionamento delle matrici segrete e di errore, e include un sale aggiuntivo in uno dei calcoli di hashing durante l'incapsulamento e il decapsulamento. Queste contromisure proteggono il FrodoKEM standard da alcuni attacchi multi-ciphertext. Fare riferimento a [3] per maggiori dettagli su queste due varianti.
Concretamente, questa libreria include i seguenti schemi KEM che utilizzano AES128 per la generazione della matrice pubblica "A":
E i seguenti schemi KEM che utilizzano SHAKE128 per la generazione della matrice pubblica "A":
L'etichetta "eFrodoKEM" corrisponde alle varianti effimere.
La libreria è stata sviluppata dal team FrodoKEM e da Microsoft Research a scopo sperimentale.
cartella common: funzioni casuali, implementazioni di AES e SHA-3.cartella eFrodoKEM: implementazioni in C e Python3 di eFrodoKEM.cartella estimates: stime di crittanalisi di FrodoKEM riportate in [3].cartella FrodoKEM: implementazioni in C e Python3 del FrodoKEM standard.LICENSE: file di licenza MIT.README.md: questo file readme.La libreria FrodoKEM è supportata su un'ampia gamma di piattaforme, inclusi processori x64, x86, ARM, PowerPC e s390x che eseguono Windows, Linux o macOS, e supporta sia i formati little-endian che big-endian. Abbiamo testato la libreria con Microsoft Visual Studio, GNU GCC e clang.
Questo software è concesso in licenza sotto la MIT License; vedere il file LICENSE per i dettagli. L'implementazione in Python3 è concessa in licenza sotto la Creative Commons Zero v1.0 Universal license. Include alcuni moduli di terze parti concessi in licenza in modo diverso. In particolare:
common/aes/aes_c.c: pubblico dominiocommon/aes/aes_ni.c: pubblico dominiocommon/sha3/fips202.c: pubblico dominiocommon/sha3/fips202x4.c: pubblico dominiocommon/sha3/keccak4x: tutti i file in questa cartella sono di pubblico dominio (CC0), ad eccezione dicommon/sha3/keccak4x/brg_endian.h che è protetto da copyright di Brian Gladman e viene distribuito con una licenza BSD a 3 clausole.<FrodoKEM_variant>/tests/ds_benchmark.h: pubblico dominio<FrodoKEM_variant>/tests/PQCtestKAT_kem<#>.c: protetto da copyright di Lawrence E. Bassham<FrodoKEM_variant>/tests/PQCtestKAT_kem<#>_shake.c: protetto da copyright di Lawrence E. Bassham<FrodoKEM_variant>/tests/rng.c: protetto da copyright di Lawrence E. Bassham[1] Erdem Alkim, Joppe W. Bos, Léo Ducas, Karen Easterbrook, Brian LaMacchia, Patrick Longa, Ilya Mironov, Michael Naehrig, Valeria Nikolaenko, Chris Peikert, Ananth Raghunathan e Douglas Stebila,
"FrodoKEM: Learning With Errors Key Encapsulation". Sottomissione al progetto di standardizzazione post-quantistica NIST, 2021-2023. La specifica del round 3 di FrodoKEM è disponibile qui.
[2] Joppe W. Bos, Craig Costello, Léo Ducas, Ilya Mironov, Michael Naehrig, Valeria Nikolaenko, Ananth Raghunathan e Douglas Stebila,
"Frodo: Take off the ring! Practical, quantum-secure key exchange from LWE".
ACM CCS 2016, 2016. La versione preprint è disponibile qui.
[3] Lewis Glabush, Patrick Longa, Michael Naehrig, Chris Peikert, Douglas Stebila e Fernando Virdia, "FrodoKEM: A CCA-Secure Learning With Errors Key Encapsulation Mechanism". IACR Communications in Cryptology (in pubblicazione), 2025.
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