Troca de Chaves Ofuscada Híbrida e KEMs

Resumo

Ocultar os metadados nos protocolos de Internet serve para proteger a privacidade do usuário, dissuadir a análise de tráfego e prevenir a ossificação da rede. Protocolos totalmente criptografados exigem que até a troca inicial de chaves seja ofuscada: um observador passivo não deve ser capaz de distinguir uma execução de protocolo de uma troca de strings de bits aleatórias. Trocas de chaves ofuscadas implantadas, como o protocolo de transporte plugável do Tor obfs4, são baseadas em Diffie–Hellman e dependem do codificador Elligator para ofuscação. Recentemente, Günther, Stebila e Veitch (CCS '24) propuseram uma variante pós-quântica pq-obfs, usando um bloco de construção novo chamado mecanismos de encapsulação de chaves ofuscadas (OKEMs): KEMs cujas chaves públicas e textos cifrados parecem strings de bits aleatórias. Para a transição de protocolos do mundo real, a segurança pós-quântica pura não é suficiente. Muitos estão adotando uma abordagem híbrida, combinando esquemas tradicionais e pós-quânticos para se proteger contra falhas de segurança em qualquer componente. Embora os KEMs híbridos já estejam amplamente implantados (por exemplo, no TLS 1.3), as técnicas de hibridização existentes não fornecem garantias de ofuscação híbrida para OKEMs. Além disso, mesmo que um OKEM híbrido existisse, o protocolo pq-obfs ainda não alcançaria a ofuscação híbrida. Neste trabalho, abordamos esses desafios apresentando o primeiro combinador de OKEM que alcança a segurança híbrida IND-CCA com garantias de ofuscação de texto cifrado híbrido e, usando isso, construímos o Drivel, uma modificação do pq-obfs que é compatível com OKEMs híbridos. Nosso combinador de OKEM permite uma variedade de instantiações práticas, por exemplo, combinando versões ofuscadas de DHKEM e ML-KEM. Além disso, fornecemos técnicas para alcançar a ofuscação incondicional de chaves públicas para OKEMs baseados em LWE e exploramos aplicações mais amplas de OKEMs híbridos, incluindo uma construção do primeiro protocolo de troca de chaves autenticada por senha híbrido (PAKE) seguro contra corrupções adaptativas no modelo UC.