論文の概要: PiTPM: Partially Interactive Signatures for Multi-Device TPM Operations

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.09707v1
• Date: Tue, 10 Feb 2026 12:09:05 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-11 20:17:43.520817
• Title: PiTPM: Partially Interactive Signatures for Multi-Device TPM Operations
• Title（参考訳）: PiTPM:マルチデバイスTPM動作のための部分対話型シグナチャ
• Authors: Yunusa Simpa Abdulsalam, Mustapha Hedabou,
• Abstract要約: 本稿では、Schnorrのデジタル署名に基づいて構築されたアグリゲータフレームワークであるPiTPMについて述べる。 本プロトコルは,ハイブリッド信頼アーキテクチャを用いた対話的要求を解消する。 結果は、TPMベースの暗号システム設計におけるパラダイムシフトの可能性を示している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.4125187280299247
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: Trusted Platform Module (TPM) 2.0 devices provide efficient hardware-based cryptographic security through tamper-resistant key storage and computation, making them ideal building blocks for multi-party signature schemes in distributed systems. However, existing TPM-based multi-signature constructions suffer from a fundamental limitation, they require interactive protocols where all participants must coordinate during the commitment phase, before any signature can be computed. This interactive requirement creates several critical problems, such as synchronization bottlenecks, quadratic communication complexity, and aborted protocols as a result of participant failure. These limitations become particularly heightened for applications that require cross-device cryptographic operations. This paper presents PiTPM, an Aggregator Framework built upon Schnorr's digital signature. Our protocol eliminates the interactive requirement using a hybrid trust architecture. The proposed framework uses pre-shared randomness seeds stored securely in an Aggregator, enabling deterministic computation of global commitments without inter-participant communication. The resulting signatures of the proposed framework are of constant size regardless of signer count. Our experimental results show a possible paradigm shift in TPM-based cryptographic system design, demonstrating that hybrid trust architectures can achieve significant performance improvements while maintaining rigorous security guarantees. We provide a comprehensive formal security analysis proving EU-CMA security under the discrete logarithm assumption in the random oracle model.
• Abstract（参考訳）: Trusted Platform Module (TPM) 2.0 デバイスは、タンパ耐性のあるキーストレージと計算によって、効率的なハードウェアベースの暗号セキュリティを提供する。 しかし、既存のTPMベースのマルチ署名構造は基本的な制限に悩まされており、全ての参加者は、全ての署名が計算される前に、コミットフェーズ中に調整しなければならない対話的プロトコルを必要とする。 この対話的な要件は、同期のボトルネック、二次的な通信の複雑さ、そして参加者の失敗の結果として中断されたプロトコルなど、いくつかの重要な問題を生み出します。 これらの制限は、クロスデバイス暗号操作を必要とするアプリケーションでは特に高くなる。 本稿では、Schnorrのデジタル署名に基づいて構築されたアグリゲータフレームワークであるPiTPMについて述べる。 本プロトコルは,ハイブリッド信頼アーキテクチャを用いた対話的要求を解消する。 提案フレームワークは、アグリゲータに安全に格納された事前共有ランダムなシードを用いて、参加者間通信なしでグローバルなコミットメントを決定論的に計算する。 提案したフレームワークのシグネチャはシグナ数に関係なく一定サイズである。 実験の結果、TPMベースの暗号システム設計におけるパラダイムシフトの可能性を示し、厳格なセキュリティ保証を維持しつつ、ハイブリッド信頼アーキテクチャが大幅な性能向上を実現可能であることを示した。 ランダムオラクルモデルにおける離散対数仮定の下で、EU-CMAのセキュリティを実証する総合的な形式的セキュリティ分析を提供する。

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