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LMS et HSS (signatures de Leighton–Micali)

Le schéma de signature avec état fondé sur le hachage de la RFC 8554 et de la NIST SP 800-208, dans lequel un arbre de Merkle de clés à usage unique de Winternitz signe un nombre fixe de messages, et HSS empile des arbres pour en signer davantage.
Autres graphiesLMSHSSLeighton-MicaliRFC 8554

Un arbre de hauteur 10 à 25 donne de 2¹⁰ à 2²⁵ signatures par clé ; le paramètre de Winternitz arbitre entre taille de signature et vitesse. Les signatures font environ 1 à 9 Ko et les clés publiques environ 60 octets. HSS (système de signature hiérarchique) signe les arbres inférieurs avec les arbres supérieurs pour étendre la capacité. La SP 800-208 approuve LMS et HSS avec des sorties SHA-256 et SHAKE256 de 192 ou 256 bits, et exige que la génération de clés et la signature se fassent dans des modules matériels incapables d’exporter l’état privé.

Chaque clé à usage unique ne doit servir qu’une seule fois : les signataires doivent donc mettre à jour et enregistrer durablement l’état, de façon atomique, avant de publier une signature ; un plantage, la restauration d’une sauvegarde ou un HSM cloné peuvent provoquer une réutilisation et permettre des falsifications. LMS convient donc aux signatures peu nombreuses et contrôlées, comme celles des micrologiciels et des images de démarrage (CNSA 2.0 y exige LMS ou XMSS, et sa FAQ n’autorise que les variantes à arbre unique pour les systèmes de sécurité nationale), mais se prête mal à un usage général.

Normes et références

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