Ученые из Шанхая и Пекина доказали безопасность нового криптоалгоритма Poseidon

西交利物浦大学学者研究登上密码学顶会 来源： 紫牛新闻 2026-08-25 14:52:00 近日，由西交利物浦大学丁津泰教授与清华大学、以太坊基金会及卢森堡大学研究者合作完成的论文《Graeffe-Based Attacks on Poseidon and NTT Lower Bounds》，被国际密码学会议CRYPTO 2026录用。丁津泰教授（下图）于8月19日在会上作报告。 研究聚焦一种名为Poseidon的新型哈希函数。团队通过改进密码分析方法，大幅提高了对Poseidon进行安全分析的计算效率：实验显示，与此前方法相比，新方法单次计算速度最高提升约8000倍，内存占用降低至原来的1/22，并帮助研究人员求解了多个此前未解的安全挑战实例。论文分析表明，在标准参数下，Poseidon依然安全。 这项研究所做的，可以理解为给一种新密码工具做一次更加高效、深入的“安全体检”。 CRYPTO由国际密码学会（IACR）主办，与欧密会、亚密会并称为密码学领域三大顶级会议，是全球密码学者发表前沿科研成果的重要学术平台。 Poseidon是一种面向零知识证明等应用场景设计的新型哈希函数。通俗来说，哈希函数可以理解为给数据生成“数字指纹”的工具——输入稍作改动，输出就完全不同，手机支付、网银、各类验证系统的底层都靠它。零知识证明则允许一方在不透露完整信息的情况下，向另一方证明某个条件成立。 与SHA-2、SHA-3等经过长期研究和应用检验的成熟哈希函数相比，Poseidon问世时间较短，其安全边界仍需要持续分析和验证。在密码学研究中，研究人员会主动尝试“攻击”密码算法。这里的“攻击”并不是现实中的网络入侵，而是一种安全分析——研究人员设计不同的数学方法寻找算法可能存在的弱点，测试在什么条件下它可能被突破。 可以把这一过程理解为不断升级的“压力测试”。分析方法越强，研究人员就越能准确判断算法能够承受怎样的攻击，从而摸清它的安全边界。 “检验一个新密码算法，关键是把它的安全边界摸清楚。”丁津泰教授说，“我们希望通过尽可能深入的分析，给这类新算法提供一份扎实的检验结果。” 提速约8000倍：一次更快的检验 此次研究改进的，正是这种“压力测试”的效率。 研究团队将经典的多项式求根方法Graeffe变换引入Poseidon的相关密码分析。实验显示，与此前方法相比，新方法单次计算速度最高提升约8000倍，内存占用降低至原来的1/22。团队据此求解了多个此前未解的安全挑战实例，并将相关求解器代码在GitHub开源。 这里的“提速约8000倍”意味着研究人员能够用更少的时间和计算资源，对Poseidon进行更深入的安全分析。 密码分析往往需要处理规模庞大的数学计算。分析效率提升后，研究人员能够测试过去因计算成本过高而难以处理的问题，更准确地判断算法的安全边界。 此次研究的一个重要结果是：在更高效、更深入的分析之后，论文仍然显示，在标准参数下Poseidon依然安全。 在密码学领域，通过更强的工具对算法进行压力测试，即使最终没有突破它，也能够进一步明确其安全范围，并为后续研究提供分析基础。 “这项研究把它的安全边界摸得更清楚，也为后续研究提供了一个可复用的分析工具。”丁津泰教授表示。 数据搬运：被低估的真实成本 研究团队还进一步分析了数论变换（NTT）相关环节，发现随着计算规模扩大，数据在不同存储位置之间进行读取和移动所产生的“搬运成本”，可能影响整体计算效率。 这意味着，评估一套密码工具不仅要看理论计算速度，还要考虑内存使用以及真实硬件环境中的数据移动成本。当计算越来越快时，限制整体效率的可能不再只是“算得快不快”，还包括数据能否被高效地送到需要计算的位置。 从对新型哈希函数进行更高效的“安全体检”，到分析真实计算环境中的性能瓶颈，这项研究进一步加深了对新型密码组件安全边界和计算成本的理解，也为后续相关研究提供了新的分析工具。 丁津泰教授长期从事密码学与后量子密码研究，现任西浦后量子迁移交叉实验室（PQC-X）主任、数学物理学院院长。 记者 顾秋萍 通讯员 刘沁茹 寇博 校对 吉启雷