論文の概要: QADR: A Scalable, Quantum-Resistant Protocol for Anonymous Data Reporting

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.15272v1
• Date: Wed, 19 Nov 2025 09:37:19 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-20 15:51:28.731201
• Title: QADR: A Scalable, Quantum-Resistant Protocol for Anonymous Data Reporting
• Title（参考訳）: QADR:匿名データレポートのためのスケーラブルで量子耐性のあるプロトコル
• Authors: Nilesh Vyas, Konstantin Baier,
• Abstract要約: 将来の大規模IoTネットワークのセキュリティは、Decrypt Laterの攻撃パラダイムであるHarvest Nowによって著しく脅かされている。 本稿では,この課題に対して,理論的ベンチマークと高性能アーキテクチャを提供するハイブリッドフレームワークであるQuantum Anonymous Data Reportingプロトコルを紹介する。 我々は,このプロトコルが性能ベンチマークとして重要な優位性を証明し,将来の量子セキュアな匿名システムのための高性能な目標を確立する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The security of future large-scale IoT networks is critically threatened by the ``Harvest Now, Decrypt Later'' (HNDL) attack paradigm. Securing the massive, long-lived data streams from these systems requires protocols that are both quantum-resistant and highly scalable. Existing solutions are insufficient: post-quantum classical protocols rely on computational assumptions that may not hold for decades, while purely quantum protocols are too resource-intensive for the sheer scale of IoT. This paper introduces the Quantum Anonymous Data Reporting (QADR) protocol, a hybrid framework that provides a theoretical benchmark and high-performance architecture for this challenge, designed for future fully-connected quantum networks. The protocol achieves scalable, quantum-resistant anonymity through a hybrid security model; it leverages information-theoretically secure keys from Quantum Key Distribution (QKD) to seed a quantum-secure pseudorandom function (QS-PRF), grounding its long-term data protection in well-established computational hardness assumptions. We also propose and analyze an automated slot reservation mechanism by making a deliberate trade-off: achieving high performance by accepting a quantifiable information leak during the anonymous slot reservation phase while maintaining strong unlinkability for the final data submission. Our security analysis formally quantifies the anonymity reduction caused by the leak and discusses pathways to fully mitigate it at a significant performance cost. We prove the protocol's critical advantage as a performance benchmark: its primary communication cost scales as $O(n^2)$, a dramatic improvement over quantum-native alternatives ($O(n^4)$), establishing a high-performance goal for future quantum-secured anonymity systems.
• Abstract（参考訳）: 将来の大規模IoTネットワークのセキュリティは、‘Harvest Now, Decrypt Later’(HNDL)攻撃パラダイムによって著しく脅かされている。 これらのシステムからの大規模で長寿命のデータストリームを保護するには、量子耐性と高度にスケーラブルなプロトコルが必要である。 量子後古典的プロトコルは、何十年も保たない計算仮定に依存しているのに対して、純粋に量子プロトコルは、IoTの非常に大きなスケールにはリソース集約的すぎる。 本稿では,量子匿名データレポーティング(QADR, Quantum Anonymous Data Reporting, QADR)プロトコルを紹介する。 このプロトコルは、量子鍵分布(QKD)から情報理論的にセキュアなキーを活用して、量子セキュアな擬似ランダム関数(QS-PRF)をシードし、その長期データ保護を確立された計算硬度仮定で基礎付ける。 我々はまた、匿名スロット予約フェーズ中に定量情報リークを受信し、最終的なデータ送信に対する強いアンリンク性を保ち、高い性能を達成することによる、意図的なトレードオフを行うことにより、自動スロット予約機構を提案し、分析する。 当社のセキュリティ分析では,漏洩による匿名性低下を正式に定量化し,大幅な性能向上を図るための経路について検討している。 主要な通信コストは$O(n^2)$で、量子ネイティブな代替品(O(n^4)$)よりも劇的に改善され、将来の量子セキュリティ匿名システムのための高性能なゴールが確立される。

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