【后量子密码】基于NTRU格的高效紧凑密钥封装方案：仅依赖单向性假设且无需纠错码的密文压缩机制设计

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内容概要：本文提出了一种基于NTRU格的高效紧凑密钥封装方案LTRU，该方案仅依赖NTRU单向困难性假设，无需使用纠错码即可实现密文压缩，有效降低了公钥和密文尺寸，同时提升了安全强度与运行效率。LTRU构建于NTT友好环Zq[x]/(xn−xn/2+1)之上，设计了IND-CPA安全的公钥加密方案LTRU.PKE和IND-CCA安全的密钥封装方案LTRU.KEM，并提供了128b量子安全强度下的参数集。为提升多项式运算效率，文中提出一种结合3次单位根性质和1-迭代Karatsuba算法的高效混合基NTT算法，显著减少了乘法运算量。此外，给出了LTRU的C语言与AVX2优化实现，实验结果显示其在密钥生成和解封装速度上显著优于NTRU-HRSS等现有方案。; 适合人群：从事后量子密码研究的科研人员、密码学工程师以及关注格密码系统实现性能的技术开发者。; 使用场景及目标：①为后量子密码标准提供安全、高效、通信开销小的密钥封装候选方案；②适用于TLS、IoT等对带宽敏感的网络通信场景；③为格密码的高效算法设计与常数时间实现提供技术参考； 阅读建议：建议结合文中提供的参数选择、NTT优化细节与实现代码进行深入分析，重点关注其在不依赖额外假设和纠错码的前提下实现密文压缩的创新机制，以及混合基NTT在实际性能提升中的作用。