論文の概要: 5G-AKA-HPQC: Hybrid Post-Quantum Cryptography Protocol for Quantum-Resilient 5G Primary Authentication with Forward Secrecy

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.02851v1
• Date: Wed, 05 Feb 2025 03:05:45 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-06 14:26:19.877151
• Title: 5G-AKA-HPQC: Hybrid Post-Quantum Cryptography Protocol for Quantum-Resilient 5G Primary Authentication with Forward Secrecy
• Title（参考訳）: 5G-aka-HPQC: 量子レジリエントな5Gプライマリ認証のためのハイブリッドポスト量子暗号プロトコル
• Authors: Yongho Ko, I Wayan Adi Juliawan Pawana, Ilsun You,
• Abstract要約: 5G認証は、リンク可能性攻撃や量子コンピューティングの脅威に対して脆弱である。 我々は,セキュリティを強化しつつ,既存の標準との互換性を維持するプロトコルであるHPQCの5Gを提案する。 本研究は,セキュアなモバイル認証プロトコルの今後の標準化に寄与する,量子セーフな認証に関する重要な知見を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.154734752825087
• License:
• Abstract: 5G enables digital innovation by integrating diverse services, making security especially primary authentication crucial. Two standardized protocols, 5G AKA and EAP AKA', handle authentication for 3GPP and non 3GPP devices. However, 5G AKA has vulnerabilities, including linkability attacks. Additionally, quantum computing poses threats, requiring quantum resistant cryptography. While post-quantum cryptography (PQC) is being standardized, its real world robustness remains unproven. Conventional cryptographic schemes offer reliability due to decades of practical use. To bridge this gap, IETF is standardizing hybrid PQC (HPQC), combining classical and quantum resistant methods. Ensuring forward secrecy and quantum resilience in 5G-AKA is critical. To address these issues, we propose 5G AKA HPQC, a protocol maintaining compatibility with existing standards while enhancing security by integrating keys derived from Elliptic Curve Integrated Encryption Scheme (ECIES) and PQC Key Encapsulation Mechanism (KEM). We validate its security using SVO Logic and ProVerif, confirming its robustness. Performance evaluations assess computational and communication overheads, demonstrating a balance between security and efficiency. This research provides key insights into quantum-safe authentication, contributing to future standardization of secure mobile authentication protocols.
• Abstract（参考訳）: 5Gは多様なサービスを統合することでデジタルイノベーションを可能にする。 5G AKAとEAP AKAの2つの標準化されたプロトコルは、3GPPおよび非3GPPデバイスの認証を処理する。 しかし、5G AKAには、リンク可能性攻撃を含む脆弱性がある。 さらに、量子コンピューティングは脅威となり、量子耐性暗号を必要とする。 量子後暗号(PQC)は標準化されているが、現実の堅牢性は証明されていない。 従来の暗号方式は数十年の実用的な使用のために信頼性を提供する。 このギャップを埋めるため、IETFは古典的および量子抵抗法を組み合わせたハイブリッドPQC(HPQC)を標準化している。 5G-AKAにおけるフォワードシークレットと量子レジリエンスの確保は重要である。 これらの問題に対処するために,楕円曲線統合暗号化スキーム(ECIES)とPQC鍵カプセル化機構(KEM)から派生した鍵を統合することにより,セキュリティを高めつつ,既存の標準との互換性を維持するプロトコルである5G AKA HPQCを提案する。 SVO Logic と ProVerif によるセキュリティの検証を行い,その堅牢性を確認した。 パフォーマンス評価は、計算と通信のオーバーヘッドを評価し、セキュリティと効率のバランスを示す。 本研究は,セキュアなモバイル認証プロトコルの今後の標準化に寄与する,量子セーフな認証に関する重要な知見を提供する。

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