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【24h】

CAKE: Code-Based Algorithm for Key Encapsulation

机译：CAKE：基于代码的密钥封装算法

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Current widely-used key exchange (KE) mechanisms will be vulnerable to quantum attacks when sufficiently strong quantum computers become available. Therefore, devising quantum-resistant replacements that combine efficiency with solid security guarantees is an important and challenging task. This paper proposes several contributions towards this goal. First, we introduce "CAKE', a key encapsulation algorithm based on the QC-MDPC McEliece encryption scheme, with two major improvements: (a) the use of ephemeral keys that defeats a recent reaction attack against MDPC decoding of the corresponding encryption scheme and (b) a highly efficient key generation procedure for QC-MDPC-based cryptosystems. Then, we present an authenticated key exchange protocol based on CAKE, which is suitable for the Internet Key Exchange (IKE) standard. We prove that CAKE is IND-CPA secure, that the protocol is SK-Secure, and suggest practical parameters. Compared to other post-quantum schemes, we believe that CAKE is a promising candidate for post-quantum key exchange standardization.
机译：当有足够强大的量子计算机可用时，当前广泛使用的密钥交换（KE）机制将很容易受到量子攻击。因此，设计将效率与可靠的安全保证相结合的抗量子替代品是一项重要且具有挑战性的任务。本文提出了对该目标的一些贡献。首先，我们介绍“ CAKE”，这是一种基于QC-MDPC McEliece加密方案的密钥封装算法，具有两个主要改进：（a）使用临时密钥，该密钥可以克服针对相应加密方案的MDPC解码的最新反应攻击;以及（b）基于QC-MDPC的密码系统的高效密钥生成过程，然后，我们提出了一种基于CAKE的经过身份验证的密钥交换协议，该协议适用于Internet密钥交换（IKE）标准。 CPA是安全的，该协议是SK-Secure，并建议了实用参数，与其他后量子方案相比，我们认为CAKE是后量子密钥交换标准化的有希望的候选者。

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