論文の概要: Dispelling Myths on Superposition Attacks: Formal Security Model and Attack Analyses

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2007.00677v1
• Date: Wed, 1 Jul 2020 18:00:54 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-11 23:00:58.423653
• Title: Dispelling Myths on Superposition Attacks: Formal Security Model and Attack Analyses
• Title（参考訳）: 重ね合わせ攻撃に関する神話を解き放つ:形式的セキュリティモデルと攻撃分析
• Authors: Luka Music, C\'eline Chevalier, Elham Kashefi
• Abstract要約: マルチパーティプロトコルの重ね合わせ攻撃を考慮した最初の計算セキュリティモデルを提案する。 我々の新しいセキュリティモデルは、よく知られたOne-Time-Padプロトコルのセキュリティを証明することで満足できることを示す。 重畳攻撃に抵抗するセキュアな2要素計算のための最初の具体的なプロトコルを構築するために,この新たな知識を用いている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: It is of folkloric belief that the security of classical cryptographic protocols is automatically broken if the Adversary is allowed to perform superposition queries and the honest players forced to perform actions coherently on quantum states. Another widely held intuition is that enforcing measurements on the exchanged messages is enough to protect protocols from these attacks. However, the reality is much more complex. Security models dealing with superposition attacks only consider unconditional security. Conversely, security models considering computational security assume that all supposedly classical messages are measured, which forbids by construction the analysis of superposition attacks. Boneh and Zhandry have started to study the quantum computational security for classical primitives in their seminal work at Crypto'13, but only in the single-party setting. To the best of our knowledge, an equivalent model in the multiparty setting is still missing. In this work, we propose the first computational security model considering superposition attacks for multiparty protocols. We show that our new security model is satisfiable by proving the security of the well-known One-Time-Pad protocol and give an attack on a variant of the equally reputable Yao Protocol for Secure Two-Party Computations. The post-mortem of this attack reveals the precise points of failure, yielding highly counter-intuitive results: Adding extra classical communication, which is harmless for classical security, can make the protocol become subject to superposition attacks. We use this newly imparted knowledge to construct the first concrete protocol for Secure Two-Party Computation that is resistant to superposition attacks. Our results show that there is no straightforward answer to provide for either the vulnerabilities of classical protocols to superposition attacks or the adapted countermeasures.
• Abstract（参考訳）: 古典的な暗号プロトコルのセキュリティは、敵が重ね合わせクエリの実行を許可され、正直なプレイヤーが量子状態に対して一貫したアクションを強制されると自動的に破られるという民間の信念である。 もう1つの広く理解されている直感は、交換されたメッセージに測定を強制することは、これらの攻撃からプロトコルを保護するのに十分であるということである。 しかし、現実はもっと複雑である。 重ね合わせ攻撃を扱うセキュリティモデルは、無条件セキュリティのみを考慮する。 逆に、計算セキュリティを考慮したセキュリティモデルは、すべての古典的メッセージが測定されていると仮定し、重ね合わせ攻撃の分析を構築できない。 boneh と zhandry は crypto'13 での独創的な研究において、古典的プリミティブの量子計算セキュリティの研究を始めた。 私たちの知る限りでは、マルチパーティ設定で同等のモデルがまだ欠けている。 本稿では,マルチパーティプロトコルの重ね合わせ攻撃を考慮した最初の計算セキュリティモデルを提案する。 当社の新しいセキュリティモデルは,よく知られたワンタイムパッドプロトコルのセキュリティを証明し,セキュアなサードパーティ計算のために同等に記述可能なyaoプロトコルの変種を攻撃すれば満足できることを示す。 古典的なセキュリティに無害な余分な古典的な通信を追加することで、プロトコルが重ね合わせ攻撃の対象になる可能性があります。 重畳攻撃に抵抗するセキュアな2要素計算のための最初の具体的なプロトコルを構築するために,この新たな知識を用いている。 以上の結果から,従来のプロトコルの脆弱性が重畳攻撃であったり,対応対策が整わなかったりする可能性が示唆された。

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