Hashbaserede

Hashbaserede systemer refererer til kryptografi der bygger sikkerheden primært på kryptografiske hash-funktioner. De bruges især til digitale signaturer og integritetskontrol, og adskiller sig fra traditionelle nøglebaserede systemer ved at stole på hash-funktionernes egenskaber snarere end på faktorer eller talteoretiske problemer. En vigtig interesse er at skabe signaturer der er mere modstandsdygtige over for kvanteangreb end mange eksisterende systemer.

Historisk startede hashbaserede signatursystemer med Lamport-signaturer i slutningen af 1970’erne. De giver sikre signaturer, men kræver en ny, fuldstændig ny nøgle for hver signatur, hvilket gør dem mindre praktiske til mange signaturer. For at forbedre effektiviteten udviklede man metoder som Winternitz-one-time signatur (WOTS), der reducerer signaturens størrelse ved at anvende flere af hash-funktionerne pr. signatur. For at kunne producere mange signaturer ud fra en enkelt hemmelig nøgle kombineres WOTS-enheder med Merkle-træer, hvilket fører til Merkle-signeringssystemer som LMS og XMSS.

XMSS og XMSSMT (en multitre-udgave) er moderne hashbaserede signaturordninger, der begge bruger Merkle-træer til at autentificere en række signaturer. De anses for post-kvantumsikre, fordi deres sikkerhed i høj grad hviler på hash-funktionens egenskaber frem for på faktorer som primtalsfaktorisering eller discrete log. Begrænsningerne inkluderer behov for nøglehåndtering (oftest stateful signering i praksis), større signaturlængder og noget langsommere signering sammenlignet med mange konventionelle løsninger.

Anvendelser findes i områder der kræver langtidsholdbar integritet og fremtidig kvantemodstandsdygtighed, såsom firmwaresignering og kritiske kommunikationer. Hashbaserede metoder er genstand for fortsat forskning og vurdering i standardiseringsarbejder inden for post-kvantum kryptografi.