4、密码学生成地址的分析与优化：从 CGA 到 CGA++

密码学生成地址的分析与优化：从 CGA 到 CGA++

1. CGA 面临的攻击与效率问题

CGA（Cryptographically Generated Addresses）作为一种自认证地址生成与验证协议，存在一定的安全隐患和效率问题。

1.1 攻击分析

• 时间 - 内存权衡攻击 ：当攻击次数趋于无穷时，哈希评估次数渐近为 (T \leq 2^{59 - \min(n_i)})，存储成本为 (128 \cdot 2^{59 - \min(n_i)}) 比特，相当于 (2^{33 - \min(n_i)}) 吉字节。例如，在一个规模为 (2^{16}) 的网络中，攻击者若要冒充随机节点地址，需 (2^{17}) 吉字节（即 128 太字节）的存储，虽有难度但并非不可行。不过，此攻击无法用于冒充特定节点，只能冒充网络中的随机节点。
• 认证攻击 ：攻击节点可嗅探并存储目标节点的签名消息，获取公钥和修改器，用不同子网前缀创建有效地址。还可收集有效修改器、公钥及签名消息，选择子网前缀后搜索地址碰撞，降低冒充攻击复杂度。此外，攻击者可寻找碰撞计数非零的节点，利用其有效修改器和公钥生成碰撞计数为零的现有地址，虽地址碰撞概率低，但节点移动时地址碰撞概率会增加。

1.2 效率分析

CGA 中，地址生成时间 (T_G = 2^{16 \times sec} + 1)，受安全参数 (sec) 主导（假设 (sec > 0)），而地址验证时间 (T_V) 为常数 2。以下是不同 (sec) 值下生成有效地址所需时间：