論文の概要: SILMARILS: Information-Theoretic and Quantum-Secure Designated-Verifier Signatures

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.03230v1
• Date: Mon, 04 May 2026 23:48:01 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-06 19:35:43.686022
• Title: SILMARILS: Information-Theoretic and Quantum-Secure Designated-Verifier Signatures
• Title（参考訳）: SILMARILS:情報理論と量子セキュア指定検証符号
• Authors: Hassan Khodaiemehr, Khadijeh Bagheri, Chen Feng, Dariia Porechna,
• Abstract要約: SILMARILSは、$mathbbF_p$上の最小限の代数的コアから作られ、真のランダム性と完璧に$2$-out-of-$2$シャミール秘密共有を使用する。 両パーティ設定では、SILMARILSは転送可能な指定検証(TDV)シグネチャスキームを実現する。 シミュレーションベースのセキュリティとエラー1/p$で統計的にセキュアなシグネチャプロトコルを得る。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.985913181990347
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: SILMARILS is built from a minimal algebraic core over $\mathbb{F}_p$ using true randomness and perfect $2$-out-of-$2$ Shamir secret sharing. The framework supports both two-party and three-party modes. In the two-party setting, SILMARILS realizes a transferable designated-verifier (TDV) signature scheme. The designated verifier can simulate accepting transcripts indistinguishable from real ones, achieving Jakobsson-Sako-Impagliazzo DV security. The verifier may publish a receipt $r$ enabling public verification, yet even with $r$, no external party can tell whether a transcript was signed or simulated. As DV signatures permit simulation, standard EUF-CMA cannot hold for the designated verifier; instead, we prove $\mathsf{EUF\text{-}CMA}^{\neg\mathsf{DV}}$ security for all non-designated verifiers in both the random oracle model (ROM) and quantum random oracle model (QROM). In the three-party mode, adopting the broadcast model of Fitzi et al., we obtain a statistically secure signature protocol with simulation-based security and error~$1/p$. We analyze security in the Pure IT model, the IT+ROM, and the QROM, extending the Fitzi et al. framework to quantum adversaries with classical I/O. Correctness, secrecy, transferability, and unforgeability for non-designated parties remain equivalent to simulation-based security. Thanks to its simple algebraic structure, SILMARILS achieves substantially smaller keys and signatures than standardized post-quantum schemes such as Dilithium, Falcon, and SPHINCS$^+$, while providing post-quantum security in a TDV setting well suited to blockchain applications.
• Abstract（参考訳）: SILMARILSは$\mathbb{F}_p$という最小限の代数的コアから作られ、真ランダム性と完全な2$-out-of-$2$シャミール秘密共有を用いて構成される。 このフレームワークは、双方向モードとサードパーティモードの両方をサポートする。 両パーティ設定では、SILMARILSは転送可能な指定検証(TDV)シグネチャスキームを実現する。 指定された検証者は、Jakobsson-Sako-Impagliazzo DVセキュリティを達成して、実際のものと区別できない転写の受け入れをシミュレートすることができる。 検証者は、公開検証を可能にするレシート$r$をパブリッシュできるが、$r$であっても、外部の当事者は、書き起こしが署名されたかシミュレートされたかを知ることができない。 DVシグネチャはシミュレーションを許すので、標準のEUF-CMAは指定された検証子を保持できない。代わりに、ランダムオラクルモデル(ROM)と量子ランダムオラクルモデル(QROM)の両方において、すべての非指定検証子に対する$\mathsf{EUF\text{-}CMA}^{\neg\mathsf{DV}}$セキュリティを証明する。 Fitziらのブロードキャストモデルを採用する三者モードでは,シミュレーションに基づくセキュリティとエラーによる統計的にセキュアな署名プロトコル~1/p$を得る。 我々はPure ITモデル、IT+ROM、QROMのセキュリティを分析し、Fitzi et alフレームワークを古典的なI/Oを持つ量子敵に拡張する。 非指定の当事者に対する正確性、機密性、転送可能性、および偽造性は、シミュレーションベースのセキュリティと同等である。 単純な代数構造のおかげで、SILMARILSはディリシウム、ファルコン、SPHINCS$^+$といった標準化された後量子スキームよりもはるかに小さなキーとシグネチャを達成し、ブロックチェーンアプリケーションに適したTDV設定で後量子セキュリティを提供する。

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