Qu’est-ce que la cryptographie basée sur le hachage ?

Hash-based cryptography constructs cryptographic signatures using only cryptographic hash functions as the fundamental building block. This approach provides the most conservative post-quantum security, as it relies on minimal mathematical assumptions—only that the hash function behaves as a random oracle.

The security of hash-based signatures derives from hash function properties: preimage resistance (given H(x), finding x is hard), second preimage resistance (given x, finding y where H(x)=H(y) is hard), and collision resistance (finding any x,y where H(x)=H(y) is hard). These properties have decades of cryptanalytic study with high confidence.

SPHINCS+, standardisé sous le nom de SLH-DSA sous NIST FIPS 205, est le principal schéma de signature basé sur le hachage pour les applications à résistance quantique. Il combine plusieurs composants : WOTS+ (Winternitz One-Time Signatures) pour la primitive de signature principale, FORS (Forest of Random Subsets) pour les signatures temporaires et les arbres Merkle pour l'authentification.

La propriété apatride de SPHINCS+ est cruciale pour un déploiement pratique. Les systèmes antérieurs basés sur le hachage nécessitaient de suivre le nombre de signatures pour éviter la réutilisation des clés, un point d'échec potentiel. SPHINCS+ génère des indices pseudo-aléatoires en interne, permettant des signatures illimitées sans gestion d'état.

Les compromis incluent des tailles de signature plus grandes (7 Ko à 49 Ko selon les paramètres) par rapport aux alternatives basées sur un réseau comme le Dilithium (~ 2,5 Ko). Cette augmentation de taille est acceptable pour de nombreuses applications, en particulier lorsqu'une confiance maximale en matière de sécurité est requise.

Les schémas basés sur le hachage résistent aux attaques quantiques car il n’existe aucune structure algébrique à exploiter par les algorithmes quantiques. L'algorithme de Grover fournit uniquement une accélération quadratique des fonctions de hachage, adressée via des longueurs de sortie appropriées.

SynX implémente SPHINCS+ pour les signatures de transactions, bénéficiant de son modèle de sécurité conservateur. Combiné avec Kyber-768 pour l’encapsulation des clés, cela fournit une défense en profondeur grâce à des fondations cryptographiques complémentaires.