Esquema de firma única de Winternitz

Winternitz One Time Signature (WOTS) es un esquema de firma digital resistente a la cuántica que utiliza claves y tamaños de firma relativamente pequeños. Como es un esquema de firma de un solo uso, solo se puede utilizar para firmar de forma segura un mensaje.

Supongamos que Alice quiere firmar digitalmente su mensaje para Bob, el proceso se puede explicar en 3 pasos: generación de claves, generación de firmas y verificación de firmas.

Generación de claves:

1. Alice necesita crear un par de claves: clave pública y privada.
2. Para crear la clave privada, se utiliza un generador de números aleatorios para generar 32 números aleatorios de 256 bits. La clave privada solo la conoce Alice.
3. Para crear la clave pública, cada uno de los 32 números se procesa 256 veces para obtener otro conjunto de 32 números de 256 bits. La clave pública se comparte con todos.

Generación de firma:

1. Alice codifica el mensaje usando SHA 256 que produce un resumen de 256 bits. Este resumen se divide en 32 valores de 8 bits (N1, N2, …, N32).

   

2. Alice procesa cada uno de los valores de 8 bits 256 N veces, donde N es el valor del valor de 8 bits. Por ejemplo, si N1 es el valor de 8 bits 10001000 = 136, entonces N1 tendría un hash 256-136 = 120 veces. Después de hacer esto para cada uno de los valores de 8 bits, se genera la firma digital.

Verificación de firma :

1. Bob codifica el mensaje mediante SHA-256 para producir el resumen de 32 valores de 8 bits (N1, N2, …, N32).
2. Bob luego procesa el valor de la firma por la cantidad de veces dada por el valor de hash del mensaje (N1, N2, …, N32).
3. Bob compara el resultado con la clave pública de Alice. Si coinciden, la firma es válida.