O que é a encriptação baseada em hash?

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+, padronizado como SLH-DSA sob NIST FIPS 205, é o principal esquema de assinatura baseado em hash para aplicações resistentes a quantum. Combina vários componentes: WOTS+ (Winternitz One-Time Signatures) para a primitiva de assinatura principal, FORS (Forest of Random Subsets) para assinaturas de poucas horas e árvores Merkle para autenticação.

A propriedade sem estado do SPHINCS+ é crucial para a implementação prática. Os esquemas anteriores baseados em hash exigiam o rastreio da contagem de assinaturas para evitar a reutilização de chaves – um potencial ponto de falha. O SPHINCS+ gera índices pseudo-aleatórios internamente, permitindo subscrições ilimitadas sem gestão de estado.

As compensações incluem tamanhos de assinatura maiores (7 KB-49 KB, dependendo dos parâmetros) em comparação com as alternativas baseadas na rede, como o Dilithium (~2,5 KB). Este aumento de tamanho é aceitável para muitas aplicações, especialmente quando é necessária a máxima confiança na segurança.

Os esquemas baseados em hash resistem a ataques quânticos porque não existe nenhuma estrutura algébrica para ser explorada por algoritmos quânticos. O algoritmo do Grover apenas fornece aceleração quadrática em relação a funções hash, abordadas através de comprimentos de saída apropriados.

O SynX implementa o SPHINCS+ para assinaturas de transações, beneficiando do seu modelo de segurança conservador. Combinado com o Kyber-768 para encapsulamento de chaves, isto proporciona uma defesa profunda através de bases criptográficas complementares.