近日，网络空间安全领域国际顶级学术会议ACM Conference on Computer and Communications Security 2026（简称ACM CCS 2026）公布第二轮Cycle B最新研究成果。网络空间安全学院2022级博士研究生赵禹涵同学作为第一作者，与2025级博士研究生何达林等合作完成的论文“When Module Lattice Leaks: Horizontal Fusion Attacks on ML-DSA Implementation”被会议录用。该工作由学院CODE研究中心（密码技术与数据安全群组）成玮教授、刘月君副教授、明经典副教授等共同指导完成。
ACM CCS是由国际计算机协会ACM旗下安全、审计与控制专业组SIGSAC主办的旗舰国际会议，与IEEE S&P、USENIX Security、NDSS并称网络空间安全领域“四大顶会”，也是中国计算机学会CCF推荐的网络与信息安全领域A类会议，国际认可度高、竞争激烈。该研究成果被ACM CCS 2026录用，体现了学院CODE研究中心在密码芯片安全、后量子密码实现安全等前沿方向的持续深耕与创新探索，进一步提升了学院在相关领域的国际学术影响力。
论文简介：
随着后量子密码算法逐步从标准走向实际部署，其软硬件实现中的信息泄漏安全问题日益突出。后量子数字签名国际标准算法ML-DSA（NIST FIPS 204，前身为CRYSTALS-Dilithium）正逐步应用于嵌入式、物联网等设备。后量子密码算法在数学上旨在抵御未来大规模量子计算带来的安全威胁，但在实际运行过程中，芯片产生的能量（功耗）、电磁辐射等物理信号仍可能泄漏敏感信息，并被侧信道攻击利用，从而威胁私钥安全。以非建模类侧信道攻击为例，这类攻击无需事先利用同型号设备建立泄漏模型，更贴近实际攻击场景，但通常需要采集成千上万条功耗或电磁信号数据。此外，当目标设备采用掩码等主流防护技术时，攻击所需的数据量还会进一步显著增加。
该论文聚焦ML-DSA的模格结构及其实现过程中潜在的侧信道泄漏问题。研究发现，在签名计算过程中，与临时敏感变量相关的中间值会被重复处理，从而在一次签名过程中产生多处相互关联的物理泄漏。利用这一发现，论文提出一种新颖“水平融合”攻击方法，将不同计算操作中的泄漏信息进行有效融合，并结合公开的签名数据和算法结构约束，实现完整的私钥恢复。在ARM Cortex-M4 STM32F405和STM32F303上的实验结果表明，与现有非建模类侧信道攻击相比，本工作显著降低了密钥恢复所需的泄漏数据量：在无防护软件实现上，攻击ML-DSA-44、ML-DSA-65和ML-DSA-87所需能量迹数量降低均超过80%，分别仅需6、4和4条能量迹即可恢复密钥；在一阶掩码防护软件实现上，分别降低约61%、67%和74%。其中，对于最高安全等级的ML-DSA-87，无防护实现仅需4条能量迹即可恢复完整私钥；对于一阶掩码实现，所需能量迹仅为约90条。
该成果进一步表明，后量子密码算法通过标准化只是迈向安全应用的第一步，其软硬件实现安全及相应的测评与防护体系同样至关重要。该研究揭示了后量子密码从“算法安全”走向“实现安全”过程中面临的新挑战，为ML-DSA等后量子密码算法的安全实现、侧信道防护及安全测评提供了新的研究依据，也为我国后量子密码体系安全落地、标准化建设与国产化应用筑牢安全保障提供技术支撑。
