面向数据库审计日志的抗量子门限签名方案

来源：电子与信息学报杂志2026年第5期北京时间：

作者：陈大江, 张奕文, 焦丽华, 汪白筝, 陈瑞东

单位：电子科技大学 成都 610054

摘要：随着量子计算的迅猛发展，数据库审计日志中常用的RSA, ECDSA等经典数字签名机制因依赖大整数分解与离散对数等难题而在Shor算法下面临失效风险，同时Grover算法对哈希函数及对称密码的攻击复杂度降低也进一步削弱了现有审计机制的长期安全性。为提升审计日志在云计算与大数据环境中的完整性与可追溯能力，有必要构建能够抵御量子攻击的审计签名体系。为此，该文采用抗量子密码学原理，以FORS少次签名与XMSS-T树型结构为基础构建量子安全签名层，结合Shamir门限秘密共享机制实现私钥的安全分发与分布式管理，并利用链式哈希结构确保日志在存储与传输过程中的不可篡改性。安全性分析表明，该机制在量子随机预言机模型下满足不可伪造性与机密性要求，并具备抵御量子攻击的能力。实验结果进一步验证了体系在高并发日志场景下保持较低签名延迟与稳定吞吐率，且在不同日志规模与消息大小下表现出良好的扩展性，适用于大规模分布式数据库审计环境。

关键词：抗量子签名, 数据库审计日志, 门限秘密共享, 数据安全

基金资助：国家重点研发计划(2023YFB3106402)，四川省自然科学基金(2024NSFJQ0030, 24NSFSC1771)