SLH-DSA (Stateless Hash-based DSA・SPHINCS+・FIPS 205)（エスエルエイチディーエスエー）

概要

SLH-DSA (Stateless Hash-based Digital Signature Algorithm) は2024年8月NIST FIPS 205 として標準化された Post-Quantum Cryptography (PQC) デジタル署名規格。旧名「SPHINCS+」で、Lattice問題 (ML-KEM/ML-DSA) と異なりHash衝突困難性 (SHA-2 / SHA-3 / SHAKE) のみを安全性前提とする保守的設計。Daniel J. Bernstein (UI Chicago・djb) + Andreas Hülsing等の暗号学者2015年発表 → NIST PQC Round 1-3評価 → 2022年Round 3 署名部門勝者 (ML-DSAと並列勝者) → 2024年8月FIPS 205 公式標準化。

主な特徴・仕組み

• 数学的ベース: SHA-2 / SHA-3 / SHAKE Hash衝突困難性のみ
• 公開: 2024年8月13日 NIST FIPS 205
• 設計者: Daniel J. Bernstein + Andreas Hülsing他
• 12パラメータレベル (Small/Fast/SHA2/SHAKE x 3 levels)
• NIST Level 1 / 3 / 5
• 公開鍵: 32 / 48 / 64 bytes (極小)
• 秘密鍵: 64 / 96 / 128 bytes
• 署名: 7,856 / 16,224 / 49,856 bytes (大)
• 性能: 署名生成RSA-2048の100-1000x遅
• 用途: Long-term重要文書署名・Root CA Cert

スペック比較表

具体例・対応製品

• NIST FIPS 205 RFC (2024年8月13日公開)
• OpenSSL 3.5+ (2025年Q3予定・SLH-DSA署名対応)
• NSA CNSA 2.0 Long-term Signing (2025年・国家文書署名)
• Long-term Document Archive (法的文書20-50年保存)
• Root CA Certificate (Browser内蔵Root CAの将来更新)

自作PCでの選び方・注意点

PC直接設定不要だが、Long-term Document Signing (法的契約書・特許文書・医療記録等の20-50年保存用署名) で2025-2030年順次SLH-DSA移行。署名サイズが7-49 KBと大幅大のため通常Web TLS用途には不向き (ML-DSAが現実的)。

関連用語との違い

SLH-DSA はHash衝突困難性ベースで、ML-DSA (Lattice問題ベース) と原理が異なる。SLH-DSAはLattice問題に将来新攻撃が発見されてもHashが破られない限り安全という「保守的Position」。トレードオフは署名サイズ大 + 処理遅。

よくある質問（FAQ）

Q1: SLH-DSAとML-DSAどちらを選ぶ？ A1: 短期 (1-5年) 用途 + 高頻度署名 → ML-DSA (高速・小サイズ)。長期 (20-50年) 用途 + 重要文書 → SLH-DSA (保守的安全性)。

Q2: 署名サイズ49 KBは大き過ぎないか？ A2: 通常TLS用途 (1KB Cert) には不向き。だが法的文書・医療記録・特許等の20-50年保存用途では「数十KBの追加サイズ < 数十年後安全性破綻リスク」のトレードオフでSLH-DSA選択正当化。

Q3: なぜStatelessが重要？ A3: 従来のHash-based署名 (XMSS等) はState管理必須 (秘密鍵の使用回数追跡) でState同期不能だと署名破綻リスク。SLH-DSA は完全Stateless = 並列処理 + 鍵Backup安全。

まとめ

• SLH-DSA (FIPS 205) は2024年8月NIST標準化PQC署名
• 旧名 SPHINCS+ / Daniel Bernstein主導
• Hash衝突困難性のみ前提の保守的PQC
• 署名7-49 KB大・処理遅だが数十年検証された安全性
• Long-term文書署名 + Root CA Cert主軸