一次性签名（Lamport、Winternitz）会泄露由消息决定的哈希原像，因此每个密钥只能签名一次。Merkle 树在同一个根下认证大量一次性公钥：有状态方案（LMS、HSS、XMSS、XMSS^MT）每个叶子只用一次，并且必须持久记录哪些叶子已被使用；SLH-DSA 以伪随机方式选取叶子，并增加一个少次签名层（FORS），因此无需维护状态，代价是签名大得多。
在所有后量子方案中，它们的安全假设最为保守，因此常被用于长期有效的信任根：CNSA 2.0 要求软件和固件签名使用 LMS 或 XMSS。有状态方案的风险在于运维：从备份恢复密钥，或者在多个 HSM 之间克隆密钥，都可能导致一次性密钥被重复使用，从而破坏安全性。