6 cispa paper auf der crypto 2026

Autor: Willy Quach

Wir betrachten den Begriff PViO [Jain–Jin, FOCS ’22] erneut – ein Verfahren zur Indistinguishability Obfuscation (iO) für Turingmaschinen mit unbeschränkter Eingabelänge, das Sicherheit für Paare von Maschinen garantiert, deren Äquivalenz in Cooks Theorie PV bewiesen werden kann.

Bekannte Konstruktionen von PViO setzen subexponentiell schwierige iO für Schaltkreise voraus. Wir präsentieren die erste Konstruktion, die lediglich auf polynomiell schwieriger iO und weiteren Standardannahmen basiert. Darüber hinaus zeigen wir, wie iO durch EFiO – eine effizient falsifizierbare Variante – ersetzt werden kann, wodurch wir eine Konstruktion erhalten, die ausschließlich auf effizient falsifizierbaren Annahmen beruht.

Im Zentrum unseres Ergebnisses steht eine neue Variante der bekannten Punctured-Programming-Technik [Sahai–Waters, STOC ’14], mit der eine obfuskierte probabilistische Funktion auf ihrem gesamten Eingabebereich in einem einzigen Schritt programmiert werden kann, anstatt dies Eingabe für Eingabe durchzuführen. Unser zentraler Baustein ist das Konzept des Function Secret Sharing [Boyle–Gilboa–Ishai, EUROCRYPT ’15]. Darüber hinaus demonstrieren wir die Vielseitigkeit unserer Technik, indem wir den Einsatz von Complexity Leveraging in zwei Anwendungen von iO eliminieren: bei unbeschränkt geschichteter vollhomomorpher Verschlüsselung (unleveled FHE) sowie bei adaptiv sicheren, kompakten nicht-interaktiven Argumenten für „Trapdoor“-Sprachen.

Autor: Doreen Riepel

Updatable Public-Key Encryption (UPKE) erweitert die Sicherheit von Public-Key Encryption (PKE) um Eigenschaften der Forward Secrecy. Obwohl UPKE eine stärkere Koordination zwischen den beteiligten Parteien erfordert, ermöglicht es wesentlich effizientere Konstruktionen als vollwertige Forward-Secret-PKE-Verfahren. Alwen, Fuchsbauer und Mularczyk (AFM, Eurocrypt ’24) haben die bislang stärkste Sicherheitsdefinition für UPKE vorgestellt. Sie ist die erste, die den Anforderungen der wichtigsten Anwendungen von UPKE gerecht wird: Secure Group Messaging und Continuous Group Key Agreement. Die Autoren präsentieren eine sehr effiziente Konstruktion eines Updatable Key Encapsulation Mechanism (UKEM), aus der sich ein UPKE-Verfahren ableiten lässt, und die ihre Sicherheitsdefinition mit klassischer Sicherheit unter der Computational-Diffie-Hellman-Annahme (CDH) im Random-Oracle-Modell (ROM) erfüllt.

Für keine der bislang bekannten Post-Quantum-UPKE/UKEM-Konstruktionen ist bekannt, dass sie die AFM-Definition erfüllt. Wir präsentieren und implementieren praktische Angriffe zur Wiederherstellung des geheimen Schlüssels im AFM-Angriffsmodell für alle vorgeschlagenen Parametersätze zweier PQ-Verfahren, darunter auch das bislang effizienteste Verfahren von Abou Haidar, Passelègue und Stehlé (APS, Asiacrypt ’23). Würden diese UKEM-Verfahren in einer realen Group-Messaging-Anwendung eingesetzt, würden die Angriffe realistischen Ausführungsszenarien entsprechen – selbst dann, wenn eine Erfolgswahrscheinlichkeit von 100 % angestrebt wird.

Anschließend präsentieren wir die erste Post-Quantum-UKEM-Konstruktion, die eine leicht abgeschwächte Variante der AFM-Sicherheitsdefinition erfüllt. Unter Verwendung der Module-LWE-Annahme ist unsere Konstruktion effizienter als frühere PQ-Konstruktionen und erreicht zugleich eine stärkere Sicherheit. Konkret sind die Größen der öffentlichen Schlüssel etwa halb so groß wie bei APS, während die Ciphertext-Größen um etwa 14 % kleiner sind. Da der Sicherheitsbeweis von AFM auf der Random-Self-Reducibility von CDH beruht, für die es kein entsprechendes Konzept bei Gittern gibt, entwickeln wir eine neue Beweistechnik für starke UKEM-Konstruktionen. Dabei identifizieren wir die zentralen Eigenschaften, die das zugrunde liegende (gitterbasierte) Verschlüsselungsverfahren erfüllen muss.

Autor: Doreen Riepel

Dieses Paper präsentiert einen modularen und einheitlichen Rahmen, in dem sich schnelle Protokolle für Private Set Intersection (PSI) herleiten lassen. Im Zentrum steht eine neue von uns definierte primitive Konstruktion, die wir als Just-In-Time OPRF (JIT-OPRF) bezeichnen. Wir zeigen, wie sich aus jedem JIT-OPRF generisch ein PSI-Protokoll konstruieren lässt und wie sich wiederum JIT-OPRFs aus Oblivious Transfer (OT) und Vector Oblivious Linear Evaluation (VOLE) gewinnen lassen. Als Spezialfälle erhalten wir daraus PSI-Protokolle aus der Literatur, die auf diesen beiden Annahmen basieren.

Unsere Ergebnisse und Beweise sind durchgehend konkret statt asymptotisch formuliert und enthalten explizite Schranken, anhand derer sich in der Praxis Sicherheitsparameter bestimmen lassen, die ein gewünschtes Maß an nachgewiesener Sicherheit (z. B. 128 Bit) erreichen. Unsere Ergebnisse zeigen interessante Unterschiede hinsichtlich der konkreten Sicherheit von PSI-Verfahren, die auf OT bzw. VOLE basieren.

Über den praktischen Beitrag zur konkreten Sicherheit hinaus sorgt unsere Arbeit für eine konzeptionelle Vereinfachung dieses Gebiets und eröffnet den Weg zu neuen PSI-Protokollen durch die Konstruktion neuer JIT-OPRFs.

Autor: Xiangyu Liu

(Receiver-)Anamorphic Encryption, eingeführt von Persiano et al. [Eurocrypt ’22], ermöglicht es, eine verdeckte Nachricht (die sogenannte anamorphe Nachricht) innerhalb eines Public-Key-Ciphertexts zu verbergen, der eine andere Nachricht verschlüsselt, und zwar so, dass: (1) ein „Diktator“-Angreifer mit Zugriff auf den zugehörigen geheimen Schlüssel nicht erkennen kann, dass eine solche Nachricht verborgen wurde, geschweige denn Informationen über sie erlangen kann, und (2) die Kenntnis eines zusätzlichen Schlüssels (des sogenannten Double Key), der vor dem Diktator verborgen gehalten wird, die vollständige Wiederherstellung der anamorphischen Nachricht ermöglicht.

Anamorphe Verschlüsselungsverfahren werden typischerweise durch eine geschickte Kombination aus symmetrischer und Public-Key-Verschlüsselung konstruiert, wobei bestehende Konstruktionen eine Vielzahl neuartiger Sicherheitsgarantien erreichen. Dies hat zu einer heterogenen Landschaft von Sicherheitsdefinitionen für anamorphe Verschlüsselung geführt, in der sowohl eine Systematisierung als auch ein zusammenhängendes Verständnis der Beziehungen zwischen den verschiedenen Definitionen bislang fehlten.

Wir legen eine systematische Untersuchung der anamorphischen Verschlüsselung vor und fassen unsere Ergebnisse wie folgt zusammen. Zunächst entwickeln wir ein Schema zur Definition von auf Ununterscheidbarkeit basierender Sicherheit für anamorphe Verschlüsselung. Darauf aufbauend leiten wir systematisch mehrere neue, aber sinnvolle Sicherheitsdefinitionen für anamorphe Verschlüsselung her. Wir ordnen sämtliche bestehenden und neuen Sicherheitsdefinitionen ein, indem wir Implikationen und Separierungen zwischen ihnen nachweisen. Unsere Methodik umfasst auch asymmetrische anamorphe Verschlüsselung – bei der die anamorphe Nachricht mithilfe von Public-Key-Techniken verborgen wird – und deckt dabei ein bislang nicht betrachtetes Sicherheitsszenario auf: den Fall, dass der Diktator und der Sender der anamorphischen Nachricht kolludieren.

Schließlich wenden wir unsere Systematik auf Chosen-Ciphertext-Angriffe an, die kürzlich von Jaeger und Stracovsky [Asiacrypt ’24] in die anamorphe Kryptografie eingeführt wurden, und präsentieren die erste Konstruktion einer anamorphischen Verschlüsselung, die in diesem Szenario alle wünschenswerten Sicherheitseigenschaften erreicht.

Autoren: Nico Döttling, Antoine Joux, Mahesh Sreekumar Rajasree,  Hendrik Waldner

Pseudorandom Codes (PRCs), kürzlich von Christ und Gunn (CRYPTO ’24) vorgeschlagen, sind Verschlüsselungsverfahren mit pseudorandomen Ciphertexts und einem Entschlüsselungsalgorithmus, der gegenüber einer beschränkten Anzahl von Hamming-Fehlern robust ist. Diese Eigenschaft stellt eine deutliche Verstärkung gegenüber herkömmlicher Public-Key-Verschlüsselung (PKE) dar und bietet interessante Anwendungsmöglichkeiten, etwa beim Watermarking von Large Language Models (LLMs).

Die jüngere Arbeit von Alrabiah et al. (STOC ’25) initiierte die Untersuchung CCA-sicherer Public-Key-PRCs, bei denen der Angreifer zusätzlich Zugriff auf ein Decodierungsorakel erhält. Hinsichtlich konkreter Konstruktionen präsentieren die Autoren eine Variante, deren Sicherheit im Random-Oracle-Modell nachgewiesen werden kann. Die Konstruktion CCA-sicherer Public-Key-PRCs im Standardmodell blieb hingegen ein offenes Problem.

In dieser Arbeit lösen wir dieses Problem und präsentieren die erste Konstruktion CCA-sicherer Public-Key-PRCs im Standardmodell. Unsere Konstruktion erreicht eine konstante Rate und kann einen konstanten Anteil adversarialer Fehler korrigieren. Tatsächlich stellt unsere Konstruktion ein allgemeines Konstruktionsprinzip dar, das sich unter Verwendung einer großen Bandbreite standardmäßiger kryptografischer Annahmen instanziieren lässt. Nebenbei liefert unser Konstruktionsprinzip auch neue Konstruktionen CCA-sicherer Public-Key-Verschlüsselungsverfahren mit pseudorandomen Ciphertexts.

Als zusätzlichen Beitrag konstruieren wir einen stark adaptiv robusten Public-Key-Pseudorandom-Code mit vermuteter subexponentieller Sicherheit, der auf einer neuen Familie von Annahmen basiert, die wir Noisy McEliece nennen. Vereinfacht gesagt maskieren diese Annahmen eine permutierte Generatormatrix aus einer Familie effizient dekodierbarer innerer Codes mit dünnem Bernoulli-Rauschen. Dieser zusätzliche Fehler soll die von bekannten Angriffen ausgenutzte algebraische Struktur verschleiern und dadurch mögliche Instanziierungen aus einer größeren Klasse von Codes ermöglichen.