Eine Einmalsignatur (Lamport, Winternitz) gibt Hash-Urbilder preis, die von der Nachricht ausgewählt werden, deshalb darf jeder Schlüssel nur einmal signieren. Merkle-Bäume authentifizieren viele öffentliche Schlüssel von Einmalsignaturen unter einer gemeinsamen Wurzel: Zustandsbehaftete Verfahren (LMS, HSS, XMSS, XMSS^MT) verwenden jedes Blatt nur einmal und müssen dauerhaft speichern, welche Blätter verbraucht sind; SLH-DSA wählt Blätter pseudozufällig und ergänzt eine Few-Time-Schicht (FORS), sodass kein Zustand nötig ist – um den Preis deutlich größerer Signaturen.
Unter allen Post-Quanten-Verfahren stützen sich hashbasierte Signaturen auf die konservativsten Annahmen, deshalb werden sie für langlebige Roots of Trust bevorzugt: CNSA 2.0 verlangt LMS oder XMSS für das Signieren von Software und Firmware. Das Risiko zustandsbehafteter Verfahren liegt im Betrieb: Wird ein Schlüssel aus einem Backup wiederhergestellt oder auf mehrere HSMs geklont, kann ein Einmalschlüssel erneut verwendet werden, und die Sicherheit ist gebrochen.