論文の概要: Quantum Enhanced Entropy Pool for Cryptographic Applications and Proofs

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.14340v1
• Date: Tue, 17 Jun 2025 09:25:36 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-18 17:34:59.408009
• Title: Quantum Enhanced Entropy Pool for Cryptographic Applications and Proofs
• Title（参考訳）: 量子化エントロピープールの暗号応用と証明
• Authors: Buniechukwu Njoku, Sonai Biswas, Milad Ghadimi, Mohammad Shojafar, Gabriele Gradoni, Riccardo Bassoli, Frank H. P. Fitzek,
• Abstract要約: 本稿では、量子乱数性(quantum randomness)の検証ランダム関数(VRF)への統合について検討する。 私たちは、実行時間やリソース使用量を含む主要なセキュリティとパフォーマンスメトリクスへの影響を評価します。 以上の結果から,QRNGはVRFの予測不可能性と検証可能性を高めることができる一方で,時間的および計算的オーバーヘッドに関連する課題が生じることが示された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.574949437047984
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: This paper investigates the integration of quantum randomness into Verifiable Random Functions (VRFs) using the Ed25519 elliptic curve to strengthen cryptographic security. By replacing traditional pseudorandom number generators with quantum entropy sources, we assess the impact on key security and performance metrics, including execution time, and resource usage. Our approach simulates a modified VRF setup where initialization keys are derived from a quantum random number generator source (QRNG). The results show that while QRNGs could enhance the unpredictability and verifiability of VRFs, their incorporation introduces challenges related to temporal and computational overhead. This study provides valuable insights into the trade-offs of leveraging quantum randomness in API-driven cryptographic systems and offers a potential path toward more secure and efficient protocol design. The QRNG-based system shows increased (key generation times from 50 to 400+ microseconds, verification times from 500 to 3500 microseconds) and higher CPU usage (17% to 30%) compared to the more consistent performance of a Go-based VRF (key generation times below 200 microseconds, verification times under 2000 microseconds, CPU usage below 10%), highlighting trade-offs in computational efficiency and resource demands.
• Abstract（参考訳）: 本稿では、暗号セキュリティを強化するために、Ed25519楕円曲線を用いて、量子ランダムネスを検証ランダム関数(VRF)に統合することを検討する。 従来の擬似乱数生成器を量子エントロピーソースに置き換えることで、実行時間やリソース使用量を含む主要なセキュリティおよびパフォーマンス指標への影響を評価する。 提案手法は,初期化キーをQRNG(量子乱数発生源)から導出するVRF構成をシミュレートする。 以上の結果から,QRNGはVRFの予測不可能性と検証可能性を高めることができる一方で,時間的および計算的オーバーヘッドに関連する課題が生じることが示された。 この研究は、API駆動暗号システムにおける量子ランダム性を活用するためのトレードオフに関する貴重な洞察を提供し、よりセキュアで効率的なプロトコル設計への潜在的な道筋を提供する。 QRNGベースのシステムでは、GoベースのVRF(200マイクロ秒未満のキー生成時間、2000マイクロ秒未満の検証時間、10%未満のCPU使用量)のより一貫性のあるパフォーマンスと比較して、生成時間(50から400マイクロ秒以上、500から3500マイクロ秒未満の検証時間)が増加し、CPU使用率(17%から30%)が向上し、計算効率とリソース要求のトレードオフが強調されている。

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