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PQClean

C# ソースコード

version before round-4 candidates were removed

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PQクリーン

ここで各コンポーネントのビルドステータスを確認してください

つまり、 PQCleanは、NIST ポスト量子プロジェクトにあるポスト量子スキームのクリーンな実装を収集する取り組みです。 PQClean の目標は、次のようなスタンドアロン実装を提供することです。

liboqs などのライブラリに簡単に統合できます。
Open Quantum Safe などの高レベルのプロトコル統合作業に効率的にアップストリームできます。
SUPERCOP などのベンチマークフレームワークに簡単に統合できます。
pqm4 などの組み込みプラットフォームを対象としたフレームワークに簡単に統合できます。
アーキテクチャ固有の最適化された実装の開始点として適しています。
実装のセキュリティを評価するための適切な出発点です。そして
正式な検証の対象として適しています。

PQClean が目指していないのは

すべてのスキームの統合ライブラリを生成するビルドシステム。
実装のベンチマークを含む。そして
上位レベルのアプリケーションまたはプロトコルへの統合を含みます。

最初の主なターゲットとして、以下に挙げる要件を満たす C 実装を収集します。最適化された実装も受け付けますが、それでも高品質でテストされたコードが必要です。

PQClean へのスキームの追加に興味がある場合は、貢献者向けのガイドラインも確認してください。

PQクリーンペーパー

PQClean の作業中に学んだ教訓の概要については、以下を参照してください。

マティアス・J・カンウィッシャー、ピーター・シュワーベ、ダグラス・ステビラ、トム・ウィガーズ。「暗号標準化プロジェクトにおけるソフトウェア品質の向上」参加: セキュリティ標準化研究 – EuroS&P ワークショップ 2022。2022 年。

https://eprint.iacr.org/2022/337 で論文を見つけてください。

PQClean について言及する場合は、この成果を引用してください。

 @inproceedings { SSR:KSSW22 ,
  author    = { Matthias J. Kannwischer and
               Peter Schwabe and
               Douglas Stebila and
               Thom Wiggers } ,
  title     = { Improving Software Quality in Cryptography Standardization Projects } ,
  booktitle = { {IEEE} European Symposium on Security and Privacy, EuroS{&}P 2022 - Workshops, Genoa, Italy, June 6-10, 2022 } ,
  pages     = { 19--30 } ,
  publisher = { IEEE Computer Society } ,
  address   = { Los Alamitos, CA, USA } ,
  year      = { 2022 } ,
  url       = { https://eprint.iacr.org/2022/337 } ,
  doi       = { 10.1109/EuroSPW55150.2022.00010 } ,
}

PQClean に含まれる実装の多くは元の研究プロジェクト自体に由来しており、その作成者も引用されることに感謝することに注意してください。

自動的にチェックされる C 実装の要件

このリストの項目のチェックはまだ開発中です。チェックを入れた項目は動作するはずです。

手動でチェックされる C 実装の要件

ミニマリストのメイクファイル
文字列化マクロはありません
関数内の出力パラメータポインタは左側にあります
エクスポートされたすべてのシンボルは適切な場所に名前空間が設定されます
整数型は、必要に応じてstdint.h型を使用して固定サイズになります (オプション、推奨)
メモリのインデックス付けに使用される整数のサイズはsize_t (オプション、推奨)
先頭の変数宣言 ( for (size_t i=... ) を除く) (オプション、推奨)

現在 PQClean にあるスキーム

以下のスキームについては、1 つ以上のパラメーターセットの実装があります。これらすべてのスキームにはクリーンな C コードがありますが、一部のスキームについては最適化されたコードもあります。

主要なカプセル化メカニズム

最終候補者:

カイバー

代替候補者:

本社
クラシック・マックエリス

署名スキーム

目指すべき基準:

ダイリチウム
ファルコン
スフィンクス+

代替候補者:

まだ参加者はいません。

以前に PQClean で利用可能で、NIST 標準化作業のラウンド 3 でドロップされた実装は、 round2タグで利用できます。

以前に PQClean で利用可能で、NIST 標準化作業のラウンド 4 でドロップされた実装は、 round3タグで利用できます。

PQClean で使用される API

PQClean は基本的に、NIST リファレンス実装に必要な API と同じ API を使用します。この API は、SUPERCOP および libpqcrypto でも使用されます。この API との唯一の違いは次のとおりです。

すべての関数には名前空間があります。
すべての長さは、 unsigned long longではなく、 size_t型として渡されます。そして
署名は、署名されたメッセージを生成および回復する代わりに、署名の計算および検証を行うほとんどのソフトウェアスタックで使用される「従来の」アプローチに従う 2 つの追加機能を提供します。具体的には、これらの関数には次の名前とシグネチャがあります。

 int PQCLEAN_SCHEME_IMPL_crypto_sign_signature (
    uint8_t * sig , size_t * siglen ,
    const uint8_t * m , size_t mlen ,
    const uint8_t * sk );
int PQCLEAN_SCHEME_IMPL_crypto_sign_verify (
    const uint8_t * sig , size_t siglen ,
    const uint8_t * m , size_t mlen ,
    const uint8_t * pk );

PQClean の構築

上で述べたように、PQClean は単一のライブラリとして構築されることを意図したものではありません。PQClean は、他のライブラリに簡単に統合できるソースコードのコレクションです。 PQClean リポジトリには、さまざまなファイルを構築するさまざまなテストプログラムが含まれていますが、結果のバイナリは使用しないでください。

必要な依存関係のリスト: gcc or clang, make, python3, python-yaml library, valgrind, astyle (>= 3.0) 。

独自のプロジェクトで PQClean のソースコードを使用する

PQClean の各実装ディレクトリ (crypto_kem/kyber768_clean など) は、独自のプロジェクトで使用するために抽出できます。次のことを行う必要があります。

ソースコードを実装のディレクトリからプロジェクトにコピーします。
ファイルをプロジェクトのビルドシステムに追加します。
実装で使用される一般的な暗号化アルゴリズムのインスタンスを提供します。これには、 common/randombytes.h (暗号化乱数生成器) が含まれる可能性が高く、さらにcommon/sha2.h (SHA-2 ハッシュ関数ファミリー)、 common/aes.h (AES 実装)、 common/fips202.h ( SHA-3 ハッシュ関数ファミリー) およびcommon/sp800-185.h (cSHAKE ファミリ)。 common/フォルダーの実装を使用することは可能ですが、それらは最もパフォーマンスの高い実装ではなく、テスト目的では不必要なこと (ヒープ割り当てなど) を実行する可能性があることに注意してください。

#2 については、プロジェクトのビルドシステムにファイルを追加します。PQClean の各実装には、その実装用のファイルをビルドする方法を示す 2 つの Makefile の例が付属しています。

GNU Make、BSD Make、およびおそらくその他で使用できるファイルMakefile 。
Visual Studio の nmake で使用できるファイルMakefile.Microsoft_nmake 。

PQClean で配布されたソースコードを統合するプロジェクト

次のプロジェクトは、PQClean の実装を使用し、実装の周囲に独自のラッパーを提供します。彼らの統合戦略は、あなた自身のプロジェクトの例として役立つかもしれません。

QuantCrypt : プリコンパイルされた PQClean バイナリを使用したポスト量子暗号化用のクロスプラットフォーム Python ライブラリ
pqcrypto crate : PQClean ソースコードからラッパーを自動的に生成する Rust 統合。
mupq : PQClean の実装を参照実装として実行し、マイクロコントローラーに最適化されたコードと比較します。
node-pqclean : Node.js、WebAssembly を介した Deno および Web プラットフォームをネイティブにサポートする PQClean 用の JavaScript インターフェイス。
Open Quantum Safe : Open Quantum Safe プロジェクトは、PQClean の実装を liboqs C ライブラリに統合し、C++、C# / .NET、Python ラッパー、および OpenSSL および OpenSSH のフォークを介して公開します。

ライセンス

実装を含む各サブディレクトリには、特定の実装がどのライセンスに基づいてリリースされるかを示すLICENSEファイルが含まれています。 commonのファイルには、ファイルの先頭にライセンス情報が含まれています (現在はパブリックドメインまたは MIT のいずれかです)。このリポジトリ内の他のすべてのコードは、CC0 の条件の下でリリースされます。

ローカルでテストを実行する

PQClean テストフレームワークの詳細については、https://github.com/PQClean/PQClean/wiki/Test-framework を参照してください。

Github Actions ((エミュレートされた) Linux ビルド、MacOS および Windows ビルド) と Travis CI (Aarch64 ビルド) で広範な自動テストを実行していますが、ほとんどのテストはローカルで実行することもできます。これを行うには、以下がインストールされていることを確認してください。