論文の概要: Performance Analysis and Industry Deployment of Post-Quantum Cryptography Algorithms

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.12952v1
• Date: Mon, 17 Mar 2025 09:06:03 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-18 15:58:28.301326
• Title: Performance Analysis and Industry Deployment of Post-Quantum Cryptography Algorithms
• Title（参考訳）: ポスト量子暗号アルゴリズムの性能解析と産業展開
• Authors: Elif Dicle Demir, Buse Bilgin, Mehmet Cengiz Onbasli,
• Abstract要約: NIST(National Institute of Standards and Technology)は、鍵交換とデジタル署名のための標準化されたPQCアルゴリズムとして、CRYSTALS-KyberとCRYSTALS-Dilithiumを選択した。 本研究は,暗号処理における実行時間をベンチマークすることで,これらのアルゴリズムの総合的な性能解析を行う。 その結果, Kyber と Dilithium は効率的な実行時間を実現し,RSA や ECDSA などの古典暗号方式を同等のセキュリティレベルで上回っていることがわかった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8602553195689513
• License:
• Abstract: As quantum computing advances, modern cryptographic standards face an existential threat, necessitating a transition to post-quantum cryptography (PQC). The National Institute of Standards and Technology (NIST) has selected CRYSTALS-Kyber and CRYSTALS-Dilithium as standardized PQC algorithms for secure key exchange and digital signatures, respectively. This study conducts a comprehensive performance analysis of these algorithms by benchmarking execution times across cryptographic operations such as key generation, encapsulation, decapsulation, signing, and verification. Additionally, the impact of AVX2 optimizations is evaluated to assess hardware acceleration benefits. Our findings demonstrate that Kyber and Dilithium achieve efficient execution times, outperforming classical cryptographic schemes such as RSA and ECDSA at equivalent security levels. Beyond technical performance, the real-world deployment of PQC introduces challenges in telecommunications networks, where large-scale infrastructure upgrades, interoperability with legacy systems, and regulatory constraints must be addressed. This paper examines the feasibility of PQC adoption in telecom environments, highlighting key transition challenges, security risks, and implementation strategies. Through industry case studies, we illustrate how telecom operators are integrating PQC into 5G authentication, subscriber identity protection, and secure communications. Our analysis provides insights into the computational trade-offs, deployment considerations, and standardization efforts shaping the future of quantum-safe cryptographic infrastructure.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングが進むにつれて、現代の暗号標準は存在の脅威に直面し、量子後暗号(PQC)への移行を必要としている。 NIST(National Institute of Standards and Technology)は、鍵交換のための標準PQCアルゴリズムとして、CRYSTALS-KyberとCRYSTALS-Dilithiumを選択した。 本研究では,鍵生成,カプセル化,カプセル化,復号化,署名,検証といった暗号処理の実行時間をベンチマークすることで,これらのアルゴリズムの総合的な性能解析を行う。 さらに、ハードウェアアクセラレーションの利点を評価するために、AVX2最適化の影響を評価した。 その結果, Kyber と Dilithium は効率的な実行時間を実現し,RSA や ECDSA などの古典暗号方式を同等のセキュリティレベルで上回っていることがわかった。 技術的パフォーマンス以外にも、PQCの現実的な展開は、大規模なインフラストラクチャアップグレード、レガシーシステムとの相互運用性、規制制約に対処する必要がある、通信ネットワークにおける課題を導入している。 本稿では,通信環境におけるPQC導入の可能性を検討するとともに,重要な移行課題,セキュリティリスク,実装戦略を明らかにする。 業界ケーススタディを通じて、通信事業者がPQCを5G認証、加入者識別保護、セキュアな通信にどのように統合しているかを説明する。 我々の分析は、量子セーフ暗号インフラの将来を形作る計算トレードオフ、デプロイメントの考慮、標準化の取り組みに関する洞察を提供する。

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