論文の概要: A Quantum of QUIC: Dissecting Cryptography with Post-Quantum Insights
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.09264v1
- Date: Wed, 15 May 2024 11:27:28 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-16 13:46:20.074028
- Title: A Quantum of QUIC: Dissecting Cryptography with Post-Quantum Insights
- Title（参考訳）: QUICの量子:ポスト量子インサイトによる暗号の解読
- Authors: Marcel Kempf, Nikolas Gauder, Benedikt Jaeger, Johannes Zirngibl, Georg Carle,
- Abstract要約: QUICは2021年に標準化された新しいネットワークプロトコルである。
TCP/TLSスタックを置き換えるために設計され、UDPに基づいている。
本稿では,QUICの性能に及ぼす暗号の影響を詳細に評価する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.522402937703098
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: QUIC is a new network protocol standardized in 2021. It was designed to replace the TCP/TLS stack and is based on UDP. The most current web standard HTTP/3 is specifically designed to use QUIC as transport protocol. QUIC claims to provide secure and fast transport with low-latency connection establishment, flow and congestion control, reliable delivery, and stream multiplexing. To achieve the security goals, QUIC enforces the usage of TLS 1.3. It uses authenticated encryption with additional data (AEAD) algorithms to not only protect the payload but also parts of the header. The handshake relies on asymmetric cryptography, which will be broken with the introduction of powerful quantum computers, making the use of post-quantum cryptography inevitable. This paper presents a detailed evaluation of the impact of cryptography on QUIC performance. The high-performance QUIC implementations LSQUIC, quiche, and MsQuic are evaluated under different aspects. We break symmetric cryptography down to the different security features. To be able to isolate the impact of cryptography, we implemented a NOOP AEAD algorithm which leaves plaintext unaltered. We show that QUIC performance increases by 10 to 20% when removing packet protection. The header protection has negligible impact on performance, especially for AES ciphers. We integrate post-quantum cryptographic algorithms into QUIC, demonstrating its feasibility without major changes to the QUIC libraries by using a TLS library that implements post-quantum algorithms. Kyber, Dilithium, and FALCON are promising candidates for post-quantum secure QUIC, as they have a low impact on the handshake duration. Algorithms like SPHINCS+ with larger key sizes or more complex calculations significantly impact the handshake duration and cause additional issues in our measurements.
- Abstract（参考訳）: QUICは2021年に標準化された新しいネットワークプロトコルである。
TCP/TLSスタックを置き換えるために設計され、UDPに基づいている。
最新のWeb標準HTTP/3は、QUICをトランスポートプロトコルとして使用するように設計されている。
QUICは、低レイテンシ接続の確立、フローと混雑制御、信頼性の高いデリバリ、ストリーム多重化を備えたセキュアで高速なトランスポートを提供すると主張している。
セキュリティ目標を達成するため、QUICはTLS 1.3の使用を強制する。
認証された暗号化と追加データ(AEAD)アルゴリズムを使用してペイロードを保護するだけでなく、ヘッダの一部も保護する。
ハンドシェイクは非対称暗号に依存しており、強力な量子コンピュータの導入によって破壊され、量子後暗号の使用は避けられない。
本稿では,QUICの性能に及ぼす暗号の影響を詳細に評価する。
高性能QUIC実装 LSQUIC, quiche, MsQuic は異なる側面で評価される。
我々は対称暗号を異なるセキュリティ機能に分解する。
暗号の影響を分離するために,平文をそのまま残した NOOP AEAD アルゴリズムを実装した。
パケット保護を除去するとQUIC性能が10～20%向上することを示す。
ヘッダ保護はパフォーマンス、特にAES暗号にほとんど影響を与えない。
量子後暗号アルゴリズムをQUICに統合し、量子後アルゴリズムを実装したTLSライブラリを用いてQUICライブラリに大きな変更を加えることなく実現可能であることを示す。
Kyber、Dilithium、FALCONは、ハンドシェイク期間に低い影響を与えるため、クォータ後の安全なQUICの候補を約束している。
キーサイズが大きいSPHINCS+や、より複雑な計算アルゴリズムは、ハンドシェイクの時間に大きく影響し、我々の測定に新たな問題を引き起こします。
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