QMA Complete Quantum-Enhanced Kyber:通过CHSH非定域性实现可证明安全性
后量子密码学(PQC)必须确保大规模通信系统能抵御量子攻击。在这种场景下,仅依赖经典计算困难性假设已不足够,而纯量子方案仍不切实际。基于格的密钥封装机制(如CRYSTALS-Kyber)虽能提供高效的抗量子原语,但其仅依赖于易受经典-量子混合攻击影响的计算困难性假设。为突破这一局限,该团队首次提出了CHSH认证的Kyber协议——该方案在密钥交换阶段直接内嵌了量子非局域性验证。该设计通过爱因斯坦-波多尔斯基-罗森(EPR)纠缠态进行CHSH检验,产生可测量的量子优势值(超越经典关联极限),从而将信息论级量子保证与基于格的计算安全性相结合。形式化归约证明:在标准复杂性假设QMA⊄NP下,任何多项式时间攻击者若要破解该密钥封装机制,必须同时解决模误差学习(Module-LWE)问题和2-局域哈密顿量问题的QMA完全实例。该构造完全兼容藤崎-冈本(FO)变换,既保留了选择密文攻击(CCA)安全性,又维持了Kyber的效率特征。由此产生的CHSH增强型Kyber方案,建立了一个数学严谨的混合后量子框架,通过融合格密码学与量子非局域性,实现了可验证、可组合且具备前向安全性的密钥协商协议。



