論文の概要: Preparing for Kyber in Securing Intelligent Transportation Systems Communications: A Case Study on Fault-Enabled Chosen-Ciphertext Attack

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.01848v1
• Date: Mon, 03 Feb 2025 21:51:11 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-05 14:51:52.303582
• Title: Preparing for Kyber in Securing Intelligent Transportation Systems Communications: A Case Study on Fault-Enabled Chosen-Ciphertext Attack
• Title（参考訳）: インテリジェント・トランスポート・システム通信におけるキーバーの準備:フォールト・エンタブルド・チョーセン・暗号文攻撃を事例として
• Authors: Kaiyuan Zhang, M Sabbir Salek, Antian Wang, Mizanur Rahman, Mashrur Chowdhury, Yingjie Lao,
• Abstract要約: キーカプセル化機構を標準化したキーカプセル化機構であるKyberを用いて,ITS通信をセキュアにするための一般化手法を提案する。 我々は、ITSアプリケーションのセキュリティレベルをKyberの3つのバージョンにマッピングしながら、ITS通信のための暗号化と復号システムを修正した。 キーバーのセキュリティレベルが異なる場合の暗号化と復号時間とシークレットキーを復元するのに要するイテレーションの総数を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 18.594513154117376
• License:
• Abstract: Intelligent transportation systems (ITS) are characterized by wired or wireless communication among different entities, such as vehicles, roadside infrastructure, and traffic management infrastructure. These communications demand different levels of security, depending on how sensitive the data is. The national ITS reference architecture (ARC-IT) defines three security levels, i.e., high, moderate, and low-security levels, based on the different security requirements of ITS applications. In this study, we present a generalized approach to secure ITS communications using a standardized key encapsulation mechanism, known as Kyber, designed for post-quantum cryptography (PQC). We modified the encryption and decryption systems for ITS communications while mapping the security levels of ITS applications to the three versions of Kyber, i.e., Kyber-512, Kyber-768, and Kyber-1024. Then, we conducted a case study using a benchmark fault-enabled chosen-ciphertext attack to evaluate the security provided by the different Kyber versions. The encryption and decryption times observed for different Kyber security levels and the total number of iterations required to recover the secret key using the chosen-ciphertext attack are presented. Our analyses show that higher security levels increase the time required for a successful attack, with Kyber-512 being breached in 183 seconds, Kyber-768 in 337 seconds, and Kyber-1024 in 615 seconds. In addition, attack time instabilities are observed for Kyber-512, 768, and 1024 under 5,000, 6,000, and 8,000 inequalities, respectively. The relationships among the different Kyber versions, and the respective attack requirements and performances underscore the ITS communication security Kyber could provide in the PQC era.
• Abstract（参考訳）: インテリジェントトランスポートシステム(ITS)は、車両、道路インフラストラクチャ、交通管理インフラなど、さまざまなエンティティ間の有線または無線通信によって特徴付けられる。 これらの通信は、データの感度に応じて異なるレベルのセキュリティを要求する。 ITS参照アーキテクチャ(ARC-IT)は、ITSアプリケーションの異なるセキュリティ要件に基づいて、3つのセキュリティレベル、すなわち、高、中、低セキュリティレベルを定義している。 本研究では,量子後暗号(PQC)のために設計されたキーカプセル化機構であるKyberを用いて,ITS通信をセキュアにするための一般化手法を提案する。 我々は,ITSのセキュリティレベルをKyber-512,Kyber-768,Kyber-1024の3バージョンにマッピングしながら,ITS通信用の暗号化および復号システムを修正した。 そこで我々は,異なるKyberバージョンが提供するセキュリティを評価するために,ベンチマークフォールト対応選択暗号攻撃を用いたケーススタディを行った。 キーバーのセキュリティレベルが異なる場合の暗号化および復号時間と、選択した暗号文攻撃を用いて秘密鍵を復元するために必要な全イテレーション数を示す。 Kyber-512は183秒で、Kyber-768は337秒で、Kyber-1024は615秒で破壊される。 さらにキバー512, 768, 1024の攻撃時間不安定度はそれぞれ5,000, 6,000, 8,000の不等式である。 異なるKyberバージョン間の関係と、それぞれの攻撃要件と性能は、KyberがPQC時代に提供できる通信セキュリティを裏付けるものであった。

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