可解释的后量子密码学:面向后量子密码安全假设的分层解释框架

本文研究了如何通过一个结构化、分层化的框架来表征和传达后量子密码学(PQC)的安全假设,该框架有助于技术解读但不会取代正式的密码学证明。研究团队提出"可解释性PQC"这一跨学科框架,包含三个层次:(1)基于计算复杂度的解释模型,该模型通过计算复杂性类作为支撑语言,区分经典安全性、量子安全性及归约支撑的硬度;(2)应用组合霍奇理论与多面体几何的探索性数学研究,用于分析格密码硬度问题的结构特征;(3)基于Julia语言实现的实验平台,用于测量低维环境下格基约化算法(LLL、BKZ)的行为特性。贯穿全文的案例研究聚焦基于格的PQC方案,包括ML-KEM(FIPS 203)和ML-DSA(FIPS 204)。 本文的贡献在于概念构建与体系组织:定义了分层解释框架,阐明其相对于形式化密码证明与归约安全论证的适用范围,并通过数学建模与实现层面的路径探索,使PQC安全主张能够更透明地传达。该研究不涉及新的密码硬度结论、新型攻击方法或具体安全参数估算。

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提交arXiv: 2026-04-04 01:32

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