ハイブリッドオブスカレートキーエクスチェンジとKEM

概要

インターネットプロトコルにおけるメタデータの隠蔽は、ユーザーのプライバシーを保護し、トラフィック分析を妨げ、ネットワークの硬直化を防止することを目的としています。完全に暗号化されたプロトコルでは、初期のキーエクスチェンジすらオブスカレートされる必要があります。パッシブな観測者にとって、プロトコルの実行とランダムビットストリームの交換を区別することは不可能でなければなりません。展開されているオブスカレートキーエクスチェンジとして、Torのプラグ可能トランスポートプロトコル obfs4 があります。これはディフィー・ヘルマンベースであり、オブスカレーションのためにエリゲーターコーディングに依存しています。最近、Günther、Stebila、およびVeitch (CCS '24) は、オブスカレートキーエンキャプスレーションメカニズム (OKEMs) と呼ばれる新しい構成ブロックを用いた後量子バージョン pq-obfs を提案しました。OKEMs は、公開鍵と暗号文がランダムビットストリームのように見えるKEMです。 現実世界のプロトコルの移行において、純粋な後量子セキュリティは十分ではありません。多くのプロトコルは、従来の方式と後量子方式を組み合わせて、どちらかのコンポーネントでセキュリティの失敗を回避しています。ハイブリッドKEMはすでに広く展開されています (例: TLS 1.3 において)。しかし、既存のハイブリッド化技術は、OKEMs に対してハイブリッドオブスカレーション保証を提供していません。さらに、ハイブリッドOKEMが存在したとしても、pq-obfs プロトコルは依然としてハイブリッドオブスカレーションを達成できません。 本研究では、ハイブリッドIND-CCAセキュリティとハイブリッド暗号文オブスカレーション保証を達成する初のOKEMコンビナーを提示し、これをもとにハイブリッドOKEMと互換性のあるドライブル (Drivel) を構築します。私たちのOKEMコンビナーは、DHKEMとML-KEMのオブスカレートバージョンを組み合わせるなど、さまざまな実装が可能です。さらに、LWEベースのOKEMに対して無条件の公開鍵オブスカレーションを実現する技術を提供し、ハイブリッドOKEMの広範な応用を検討します。例えば、UCモデルで適応的破壊に対して安全な、初のハイブリッドパスワード認証付きキーエクスチェンジ (PAKE) プロトコルの構築が含まれます。