論文の概要: Spinel: A Post-Quantum Signature Scheme Based on $\mathrm{SL}_n(\mathbb{F}_p)$ Hashing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.09882v2
• Date: Wed, 11 Feb 2026 17:41:10 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-12 15:03:20.245298
• Title: Spinel: A Post-Quantum Signature Scheme Based on $\mathrm{SL}_n(\mathbb{F}_p)$ Hashing
• Title（参考訳）: Spinel: $\mathrm{SL}_n(\mathbb{F}_p)$ Hashingに基づくポスト量子署名方式
• Authors: Asmaa Cherkaoui, Faraz Heravi, Delaram Kahrobaei, Siamak F. Shahandashti,
• Abstract要約: 本研究では,拡張グラフを$mathrmSL_n(mathbbF_p)$でナビゲートすることの難しさに根ざしたセキュリティを備えた,量子後デジタル署名スキームSpinelを紹介する。 提案手法はハッシュベースのシグネチャスキームの設計の基礎を築き,量子後暗号のツールキットを拡張した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.6930974360601116
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The advent of quantum computation compels the cryptographic community to design digital signature schemes whose security extends beyond the classical hardness assumptions. In this work, we introduce Spinel, a post-quantum digital signature scheme that combines the proven security of SPHINCS+ (CCS 2019) with a new family of algebraic hash functions (Adv. Math. Commun. 2025) derived from the Tillich-Zemor paradigm (Eurocrypt 2008) with security rooted in the hardness of navigating expander graphs over $\mathrm{SL}_n(\mathbb{F}_p)$, a problem believed to be hard even for quantum adversaries. We first provide empirical evidence of the security of this hash function, complementing the original theoretical analysis. We then show how the hash function can be integrated within the SPHINCS+ framework to give a secure signature scheme. We then model and analyze the security degradation of the proposed scheme, which informs the parameter selection we discuss next. Finally, we provide an implementation of the hash function and the proposed signature scheme Spinel as well as detailed empirical results for the performance of Spinel showing its feasibility in practice. Our approach lays the foundations for the design of algebraic hash-based signature schemes, expanding the toolkit of post-quantum cryptography.
• Abstract（参考訳）: 量子計算の出現は、古典的な硬さの仮定を超えてセキュリティが拡張されるデジタル署名スキームを設計するための暗号コミュニティを補完する。 本研究では、SPHINCS+(CCS 2019)の証明されたセキュリティと、Tillich-Zemorパラダイム(Eurocrypt 2008)から派生した新しい代数的ハッシュ関数のファミリー(Adv. Math. Commun. 2025)とを結合した、量子敵に対しても困難である$\mathrm{SL}_n(\mathbb{F}_p)$上の拡張グラフのナビゲートに根ざしたセキュリティであるSpinelを紹介する。 まず、このハッシュ関数の安全性を実証的に証明し、元の理論的解析を補完する。 次に、ハッシュ関数をSPHINCS+フレームワークに統合してセキュアなシグネチャスキームを与える方法を示す。 次に,提案手法のセキュリティ劣化をモデル化し,解析し,次に議論するパラメータの選択を通知する。 最後に,ハッシュ関数とシグネチャスキームSpinelの実装と,その実現可能性を示すSpinelの性能に関する詳細な実験結果を提供する。 提案手法は,量子後暗号のツールキットを拡張し,代数的ハッシュに基づくシグネチャスキームの設計の基礎となるものである。

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