SPHINCS+-handtekeningen uitgelegd: post-kwantum digitale handtekeningen

🔏 Snelle feiten over SPHINCS+

• Officiële naam: SLH-DSA (FIPS 205)
• Type: Staatloze, op hash gebaseerde handtekening
• Beveiligingsbasis: Alleen hash-functies (SHAKE, SHA-256)
• Gestandaardiseerd: Augustus 2024 door NIST
• SynX-variant: SPHINCS+-SHAKE-128s (SLH-DSA, FIPS 205)

Hoe SPHINCS+ werkt

SPHINCS+ maakt handtekeningen met behulp van een hiërarchie van eenmalige handtekening (OTS) regelingen georganiseerd in Merkle-bomen. Hier is de conceptuele structuur:

See also: SPHINCS+-implementatiehandleiding: op hash gebaseerde handtekeningen voor ontwikkelaars.

1. Hyperboom – Meerdere lagen Merkle-bomen voor authenticatie
2. XMSS-bomen – Uitgebreide Merkle Signature Scheme-bomen op elke laag
3. VOORS – Enkele handtekeningschema onderaan voor het ondertekenen van berichten
4. WOTS+ – Winternitz eenmalige handtekeningen voor boomknooppunten

Waarom op hash gebaseerd = Quantum-veilig

De veiligheid van SPHINCS+ hangt ervan af alleen on hash function properties:

• Bestandheid vóór afbeelding – Kan geen invoer vinden van hash-uitvoer
• Tweede weerstand vóór het beeld – Kan geen botsende invoer vinden
• Botsingsweerstand – Kan geen twee botsende ingangen vinden

Kwantumcomputers kunnen dit gebruiken Het algoritme van Grover om hash-aanvallen te versnellen, maar dit halveert slechts het beveiligingsniveau (bijvoorbeeld 256-bit → 128-bit). SPHINCS+-parameters houden hier rekening mee, waardoor de volledige beveiliging tegen kwantumtegenstanders behouden blijft.

SPHINCS+ versus ECDSA versus Dilithium

Functie	SPHINCS+	ECDSA	Dilithium
Kwantumbestendig	✅ Ja	❌ Nee	✅ Ja
Beveiligingsbasis	Hash-functies	ECDLP	Roosters
NIST-gestandaardiseerde algoritmen	✅FIPS 205	✅ (erfenis)	✅FIPS 204
Handtekeninggrootte	7.856 bytes (SynX: 128s)	~72 bytes	~2,4 KB
Ondertekensnelheid	Langzamer	Snel	Snel
Beveiligingsveronderstellingen	Minimaal (hashes)	ECDLP moeilijk	MLWE moeilijk

Waarom SynX voor SPHINCS+ heeft gekozen

Een handtekening van 7.856 bytes is ongeveer 109× de ~72 bytes die een ECDSA-handtekening kost. SynX betaalt die rekening bewust bij elke transactie, omdat:

• Conservatieve veiligheid – Vertrouwt alleen op goed bestudeerde hashfuncties
• Geen gestructureerde roosteraannames – Lattice-cryptografie is nieuwer
• In de strijd beproefde primitieven – Hash-functies hebben tientallen jaren van analyse ondergaan
• Toekomstbestendig – Zelfs als de roosteraanvallen verbeteren, blijft SPHINCS+ veilig

SPHINCS+ Technische specificaties

Parameter (SPHINCS+-SHAKE-128s)	Waarde
Beveiligingsniveau	NIST Niveau 1 (≥128-bit klassiek)
Grootte van openbare sleutel	32 bytes
Geheime sleutelgrootte	64 bytes
Handtekeninggrootte	7.856 bytes
Hash-functie	SHAKE256
Boom Hoogte	63 (totaal, 7 lagen)

Veelgestelde vragen