論文の概要: Performance Analysis and Deployment Considerations of Post-Quantum Cryptography for Consumer Electronics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.02239v2
• Date: Thu, 12 Jun 2025 18:43:12 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-16 13:34:01.635832
• Title: Performance Analysis and Deployment Considerations of Post-Quantum Cryptography for Consumer Electronics
• Title（参考訳）: 消費者電子製品におけるポスト量子暗号の性能解析と展開に関する考察
• Authors: Daniel Commey, Benjamin Appiah, Griffith S. Klogo, Winful Bagyl-Bac, James D. Gadze, Yousef Alsenani, Garth V. Crosby,
• Abstract要約: 量子コンピューティングは消費者電子(CE)のセキュリティ基盤を脅かす 本稿では、主要な量子抵抗暗号(PQC)方式の総合的なクロスプラットフォーム性能解析について述べる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum computing threatens the security foundations of consumer electronics (CE). Preparing the diverse CE ecosystem, particularly resource-constrained devices, for the post-quantum era requires quantitative understanding of quantum-resistant cryptography (PQC) performance. This paper presents a comprehensive cross-platform performance analysis of leading PQC Key Encapsulation Mechanisms (KEMs) and digital signatures (NIST standards/candidates) compared against classical RSA/ECC. We evaluated execution time, communication costs (key/signature sizes), and memory footprint indicators on high-performance (macOS/M4, Ubuntu/x86) and constrained platforms (Raspberry Pi 4/ARM). Our quantitative results reveal lattice-based schemes, notably NIST standards ML-KEM (Kyber) and ML-DSA (Dilithium), provide a strong balance of computational efficiency and moderate communication/storage overhead, making them highly suitable for many CE applications. In contrast, code-based Classic McEliece imposes significant key size challenges, while hash-based SPHINCS+ offers high security assurance but demands large signature sizes impacting bandwidth and storage. Based on empirical data across platforms and security levels, we provide specific deployment recommendations tailored to different CE scenarios (e.g., wearables, smart home hubs, mobile devices), offering guidance for manufacturers navigating the PQC transition.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングは、消費者電子(CE)のセキュリティ基盤を脅かす。 さまざまなCEエコシステム、特にリソース制約のあるデバイスをクォータ後の時代に準備するには、量子耐性暗号(PQC)の性能を定量的に理解する必要がある。 本稿では、従来のRSA/ECCと比較して、主要なPQCキーカプセル化機構(KEM)とデジタルシグネチャ(NIST標準/候補)の総合的なクロスプラットフォーム性能解析について述べる。 高速(macOS/M4,Ubuntu/x86)および制約付き(Raspberry Pi 4/ARM)プラットフォーム上での実行時間,通信コスト(キー/署名サイズ),メモリフットプリントインジケータを評価した。 NIST標準のML-KEM (Kyber) と ML-DSA (Dilithium) は計算効率と中程度の通信/ストレージオーバーヘッドのバランスが強く,多くのCEアプリケーションに非常に適している。 対照的に、コードベースのClassic McElieceは重要なサイズ課題を課し、ハッシュベースのSPHINCS+は高いセキュリティ保証を提供するが、帯域幅とストレージに大きな署名サイズを必要とする。 プラットフォームを越えた経験的なデータとセキュリティレベルに基づいて、さまざまなCEシナリオ(例えば、ウェアラブル、スマートホームハブ、モバイルデバイス)に合わせて、特定のデプロイメントレコメンデーションを提供し、PQC移行をナビゲートする製造業者のためのガイダンスを提供します。

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