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PQClean

C#源碼

version before round-4 candidates were removed

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PQC清潔

在此處查看每個組件的建置狀態

簡而言之， PQClean致力於收集 NIST 後量子專案中後量子方案的乾淨實作。 PQClean 的目標是提供獨立的實現

可以輕鬆整合到 liboqs 等庫中。
可以有效地上游進入更高層級的協定整合工作，例如 Open Quantum Safe；
可以輕鬆整合到 SUPERCOP 等基準測試框架中；
可以輕鬆整合到針對嵌入式平台（例如 pqm4）的框架中；
是特定於架構的最佳化實現的合適起點；
是評估實施安全性的合適起點；和
是正式驗證的合適目標。

PQCclean 的目的不是

產生所有方案的整合庫的建置系統；
包括實施基準測試；和
包括整合到更高層級的應用程式或協定中。

作為第一個主要目標，我們正在收集滿足下列要求的 C 實作。我們也接受優化的實現，但仍然需要高品質、經過測試的程式碼。

如果您有興趣為 PQClean 新增方案，請同時查看我們的貢獻者指南。

PQ無塵紙

有關 PQClean 工作中的經驗教訓總結，請參閱：

馬蒂亞斯·J·坎維舍爾 (Matthias J. Kannwischer)、彼得·施瓦貝 (Peter Schwabe)、道格拉斯·斯特比拉 (Douglas Stebila) 和湯姆·威格斯 (Thom Wiggers)。 “提高密碼學標準化項目的軟體品質。”請參閱：安全標準化研究 – EuroS&P 研討會 2022。2022。

論文網址：https://eprint.iacr.org/2022/337

引用 PQClean 時請引用這項工作：

 @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 } ,
}

請注意，PQClean 中包含的許多實作都源自於原始研究項目本身，它們的作者也將很高興被引用。

自動檢查的 C 實現的要求

對該清單上項目的檢查仍在開發中。檢查的項目應該可以工作。

對手動檢查的 C 實現的要求

極簡 Makefile
沒有字串化宏
函數中的輸出參數指標位於左側
所有匯出的符號都已命名空間
整數型別在相關時具有固定大小，使用stdint.h型別（可選，建議）
用於索引記憶體的整數大小為size_t （可選，建議）
開頭的變數宣告（除了for (size_t i=... ) （可選，建議）

目前在 PQClean 的方案

對於以下方案，我們有一個或多個參數集的實作。對於所有這些方案，我們都有乾淨的 C 程式碼，但對於某些方案，我們也有最佳化的程式碼。

關鍵封裝機制

入圍者：

凱伯

候補候選人：

總部品質中心
經典麥埃利斯

簽名方案

未來標準：

雙鋰
鷸
獅身人面像+

候補候選人：

還沒有參與者。

先前在 PQClean 中可用並在 NIST 標準化工作第 3 輪中放棄的實作可在round2標籤中使用。

先前在 PQClean 中可用並在 NIST 標準化工作第 4 輪中刪除的實作可在round3標籤中使用。

PQClean 使用的 API

PQClean 本質上使用與 NIST 參考實作所需的相同 API，SUPERCOP 和 libpqcrypto 也使用該 API。與該 API 的唯一區別如下：

所有函數都是命名空間的；
所有長度都以size_t類型傳遞，而非unsigned long long ；和
簽章提供了兩個附加功能，這些功能遵循大多數計算和驗證簽章軟體堆疊中使用的「傳統」方法，而不是產生和還原簽章訊息。具體來說，這些函數具有以下名稱和簽名：

 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 );

建置 PQClean

如上所述，PQClean並不意味著建置為單一函式庫：它是可以輕鬆整合到其他庫中的原始程式碼集合。 PQClean 儲存庫包含各種測試程序，它們確實建立了各種文件，但您不應該使用產生的二進位。

所需依賴項清單： gcc or clang, make, python3, python-yaml library, valgrind, astyle (>= 3.0) 。

在您自己的專案中使用 PQClean 的源代碼

PQClean 中的每個實作目錄（例如 crypto_kem/kyber768_clean）都可以提取以在您自己的專案中使用。您將需要：

將原始程式碼從實作目錄複製到您的專案中。
將文件新增至專案的建置系統。
提供實現所使用的任何常見加密演算法的實例。這可能包括common/randombytes.h （加密隨機數產生器），可能還包括common/sha2.h （SHA-2 雜湊函數系列）、 common/aes.h （AES 實作）、 common/fips202.h （ SHA-3 雜湊函數系列）和common/sp800-185.h （cSHAKE 系列）。可以使用common/資料夾中的實現，但請注意，它們可能不是效能最高的實現，並且可能出於我們的測試目的執行不必要的操作（例如堆分配）。

關於#2，將檔案新增至專案的建置系統中，PQClean 中的每個實作都附帶兩個範例 makefile，它們顯示如何為此實作建置檔案：

該檔案Makefile可以與 GNU Make、BSD Make 以及可能的其他檔案一起使用。
檔案Makefile.Microsoft_nmake可以與 Visual Studio 的 nmake 一起使用。

整合PQClean分散式原始碼的項目

以下項目使用 PQClean 的實現，並提供自己的圍繞實現的包裝器。他們的整合策略可以作為您自己專案的範例。

QuantCrypt ：使用預編譯的 PQClean 二進位進行後量子密碼學的跨平台 Python 函式庫
pqcrypto crate ：Rust 集成，自動從 PQClean 原始碼產生包裝器。
mupq ：運行 PQClean 中的實作作為參考實現，以與微控制器最佳化的程式碼進行比較。
node-pqclean ：PQClean 的 JavaScript 接口，原生支援 Node.js，以及透過 WebAssembly 的 Deno 和 Web 平台。
Open Quantum Safe ：Open Quantum Safe 專案將 PQClean 的實作整合到其 liboqs C 庫中，然後透過 C++、C# / .NET 和 Python 包裝器以及 OpenSSL 和 OpenSSH 的分支公開它們。