XMSS (Python)

Implementazione didattica di XMSS (RFC 8391) con WOTS+, L-tree e Merkle tree. Include una demo interattiva per visualizzare il percorso di autenticazione e verificare diversi casi di test.

Requisiti

• Python 3.9+

Esecuzione demo

Da xmss_py/:

python demo.py

La demo:

• genera sk.bin, pk.bin e merkle.json
• avvia un piccolo server HTTP locale
• apre il viewer in browser (viewer/index.html)
• mostra test di verifica (firma corretta, messaggio errato, firma corrotta, ecc.)

Premi Invio nel terminale per chiudere il server.

Uso base

from params import XMSSParams
from xmss import xmss_keygen, xmss_sign, xmss_verify

params = XMSSParams(n=32, w=16, h=4)
sk, pk = xmss_keygen(params)

msg = b"hello"
sk2, sig = xmss_sign(msg, sk)

ok = xmss_verify(sig, msg, pk)
print(ok)  # True

Nota: XMSS è stateful. Dopo ogni firma, salva sempre la chiave privata aggiornata ('sk2'), altrimenti rischi di riutilizzare lo stesso indice.

Struttura del progetto

• xmss.py: keygen, sign, verify e treehash (single-tree XMSS)
• wots.py: WOTS+ (catene, firma, ricostruzione della PK)
• ltree.py: costruzione L-tree e rand_hash
• hashfuncs.py: PRF/H/F/H_msg (basate su SHA-256/HMAC)
• serialize.py: formato binario di chiavi (sk.bin, pk.bin)
• merkle_dump.py: esporta merkle.json per il viewer
• viewer/: UI per la visualizzazione dell'albero

Parametri

XMSSParams controlla la sicurezza e le dimensioni:

• n: byte di sicurezza (default 32)
• w: Winternitz (4 o 16)
• h: altezza dell'albero (numero firme = 2^h)

Note

Questo progetto è pensato per studio e dimostrazione. Non è un'implementazione production-ready: usa con attenzione e non riutilizzare mai uno stesso indice di firma.