Fugu-MT 論文翻訳(概要): FIPS Compliant Quantum Secure Communication using Quantum Permutation Pad

論文の概要: FIPS Compliant Quantum Secure Communication using Quantum Permutation Pad

arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.00062v2
Date: Thu, 28 Dec 2023 13:48:43 GMT
ステータス: 処理完了
システム内更新日: 2023-12-29 23:42:32.387746
Title: FIPS Compliant Quantum Secure Communication using Quantum Permutation Pad
Title（参考訳）: 量子置換パッドを用いたFIPS互換量子セキュア通信
Authors: Alex He and Dafu Lou and Eric She and Shangjie Guo and Hareesh Watson and Sibyl Weng and Maria Perepechaenko and Rand Kuang
Abstract要約: 本稿では,量子セーフデータを用いたTLS 1.3プロトコルを実現するネストモードを提案する。ネストしたTLS 1.3のハンドシェイキングフェーズとPQCと対称暗号化フェーズのパフォーマンスへの影響について検討した。
参考スコア（独自算出の注目度）: 0.602276990341246
License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
Abstract: Quantum computing has entered fast development track since Shor's algorithm was proposed in 1994. Multi-cloud services of quantum computing farms are currently available. One of which, IBM quantum computing, presented a road map showing their Kookaburra system with over 4158 qubits will be available in 2025. For the standardization of Post-Quantum Cryptography or PQC, the National Institute of Standards and Technology or NIST recently announced the first candidates for standardization with one algorithm for key encapsulation mechanism (KEM), Kyber, and three algorithms for digital signatures. NIST has also issued a new call for quantum-safe digital signature algorithms due June 1, 2023. This timeline shows that FIPS-certified quantum-safe TLS protocol would take a predictably long time. However, "steal now, crack later" tactic requires protecting data against future quantum threat actors today. NIST recommended the use of a hybrid mode of TLS 1.3 with its extensions to support PQC. The hybrid mode works for certain cases but FIPS certification for the hybridized cryptomodule might still be required. This paper proposes to take a nested mode to enable TLS 1.3 protocol with quantum-safe data, which can be made available today and is FIPS compliant. We discussed the performance impacts of the handshaking phase of the nested TLS 1.3 with PQC and the symmetric encryption phase. The major impact on performance using the nested mode is in the data symmetric encryption with AES. To overcome this performance reduction, we suggest using quantum encryption with a quantum permutation pad for the data encryption with a minor performance reduction of less than 10 percent.
Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングは、ショアのアルゴリズムが1994年に提案されて以来、急速に発展してきた。量子コンピューティングファームのマルチクラウドサービスは現在利用可能である。そのうちの1つはIBMの量子コンピューティングで、2025年に4158キュービットを超えるKookaburraシステムを示すロードマップを公開している。 post-quantum cryptography(pqc)の標準化のために、national institute of standards and technology(nist)は先頃、キーカプセル化機構(kem)、kyber、デジタル署名のための3つのアルゴリズムによる標準化の最初の候補を発表した。 NISTはまた、量子セーフなデジタル署名アルゴリズムを2023年6月1日に発表した。このタイムラインはfips認証の量子セーフtlsプロトコルが予測に時間がかかることを示している。しかし、"steal now, crack later"戦術は、今日では将来の量子脅威アクターからデータを保護する必要がある。 nistはpqcをサポートするためにtls 1.3のハイブリッドモードの使用を推奨した。ハイブリッドモードは特定のケースで機能するが、ハイブリッド化暗号モジュールに対するFIPS認証は依然として必要かもしれない。本稿では,量子セーフデータを用いたTLS 1.3プロトコルを実現するネストモードを提案する。ネストしたTLS 1.3のハンドシェイキングフェーズとPQCと対称暗号化フェーズのパフォーマンスへの影響について検討した。ネストモードを使用したパフォーマンスに対する大きな影響は、AESによるデータ対称暗号化にある。この性能低下を克服するために,データ暗号化に量子置換パッドを用いた量子暗号を用いることを提案する。

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