11、计算机辅助密码学安全证明与PUF密钥交换协议

计算机辅助密码学安全证明与PUF密钥交换协议

在密码学领域，安全证明和密钥交换协议是至关重要的研究方向。本文将介绍基于物理不可克隆函数（PUF）的密钥交换协议以及计算机辅助的密码学安全证明工具EasyCrypt。

基于PUF的密钥交换协议

PUF是一种利用物理系统固有特性生成唯一且不可克隆响应的技术，在密钥交换协议中具有重要应用。以下是一个基于PUF的密钥交换协议流程：

Server Pi
Client Pj
(initPUF, sid, Pi, λ)
Repeat N times:
    r ←(evalPUF, sid, Pi, c)
    (st, p) ←Gen(r)
    add (c, r, st, p) to L
(handoverPUF, sid, Pi, Pj)
−−−−−−−−−→
Repeat at most N times
    pick (c, r, st, p)←L
    remove the entry from L
    (sendauth, sid, ssid, Pj, (c, p))
−−−−−−−−−→
    r′ ←(evalPUF, sid, Pj, c)
    κ = st
    st ←Rep(r′, p)
    κ = st

这个协议的主要步骤如下：
1. 初始化阶段 ：服务器Pi执行 initPUF 操作，然后重复N次，每次从PUF获取响应 r ，通过 Gen 函数生成状