論文の概要: Scalable and Lightweight Post-Quantum Authentication for Internet of Things
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.18674v2
- Date: Fri, 1 Dec 2023 19:53:35 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-18 13:35:06.043218
- Title: Scalable and Lightweight Post-Quantum Authentication for Internet of Things
- Title（参考訳）: モノのインターネットのためのスケーラブルで軽量なポスト量子認証
- Authors: Attila A. Yavuz, Saleh Darzi, Saif E. Nouma,
- Abstract要約: Internet of Things(IoT)アプリケーションは、機密データを収集する大量のリソース制限されたデバイスで構成されている。
ポスト量子暗号(PQC)はIoTにとって重要な要件である。
INFinity-HORS(INF-HORS)と呼ばれる新しい軽量量子セーフデジタル署名
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.9185059111021852
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Internet of Things (IoT) applications are composed of massive quantities of resource-limited devices that collect sensitive data with long-term operational and security requirements. With the threat of emerging quantum computers, Post-Quantum Cryptography (PQC) is a critical requirement for IoTs. In particular, digital signatures offer scalable authentication with non-repudiation and are an essential tool for IoTs. However, as seen in NIST PQC standardization, post-quantum signatures are extremely costly for resource-limited IoTs. Hence, there is a significant need for quantum-safe signatures that respect the processing, memory, and bandwidth limitations of IoTs. In this paper, we created a new lightweight quantum-safe digital signature referred to as INFinity-HORS (INF-HORS), which is (to the best of our knowledge) the first signer-optimal hash-based signature with (polynomially) unbounded signing capability. INF-HORS enables a verifier to non-interactively construct one-time public keys from a master public key via encrypted function evaluations. This strategy avoids the performance bottleneck of hash-based standards (e.g., SPHINCS+) by eliminating hyper-tree structures. It also does not require a trusted party or non-colliding servers to distribute public keys. Our performance analysis confirms that INF-HORS is magnitudes of times more signer computation efficient than selected NIST PQC schemes (e.g., SPHINCS+, Dilithium, Falcon) with a small memory footprint.
- Abstract（参考訳）: Internet of Things(IoT)アプリケーションは、長期の運用とセキュリティ要件を備えた機密データを収集する大量のリソース制限されたデバイスで構成されている。
新興量子コンピュータの脅威により、ポスト量子暗号(PQC)はIoTにとって重要な要件である。
特に、デジタルシグネチャは、非監査によるスケーラブルな認証を提供し、IoTにとって不可欠なツールである。
しかし、NIST PQCの標準化に見られるように、クォータ後のシグネチャはリソース制限のIoTにとって非常にコストがかかる。
したがって、IoTの処理、メモリ、帯域幅の制限を尊重する量子セーフシグネチャは、非常に必要である。
本稿では,インフィニティHORS(INF-HORS)と呼ばれる新しい軽量量子セーフデジタルシグネチャを作成した。
INF-HORSは、暗号化された関数評価を通じて、マスタ公開鍵からワンタイム公開鍵を非対話的に構築することを可能にする。
この戦略は、ハイパーツリー構造を排除し、ハッシュベースの標準(例えば、SPHINCS+)のパフォーマンスボトルネックを回避する。
また、公開鍵を配布するために、信頼できるパーティや非コラボレートサーバも必要としない。
性能解析の結果,INF-HORS は選択した NIST PQC スキーム (SPHINCS+, Dilithium, Falcon など) よりもメモリフットプリントの少ないシグナー計算の桁違いであることがわかった。
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