論文の概要: Methods and Tools for Secure Quantum Clouds with a specific Case Study on Homomorphic Encryption
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.17748v1
- Date: Fri, 19 Dec 2025 16:24:51 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-22 19:25:54.479749
- Title: Methods and Tools for Secure Quantum Clouds with a specific Case Study on Homomorphic Encryption
- Title（参考訳）: 均一暗号の特定のケーススタディを用いたセキュア量子雲の方法とツール
- Authors: Aurelia Kusumastuti, Nikolay Tcholtchev, Philipp Lämmel, Sebastian Bock, Manfred Hauswirth,
- Abstract要約: 量子コンピューティング/テクノロジの台頭は、クラウドコンピューティングに重大なセキュリティ上の課題をもたらす可能性がある。
本研究は,量子クラウドの確保とプライバシの確保に関するさまざまな選択肢について検討する。
ハイレベルな量子コンピューティングフレームワークであるEclipse Qrispへの同型暗号化(HE)の統合に焦点を当てている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.21748200848556343
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The rise of quantum computing/technology potentially introduces significant security challenges to cloud computing, necessitating quantum-resistant encryption strategies as well as protection schemes and methods for cloud infrastructures offering quantum computing time and services (i.e. quantum clouds). This research explores various options for securing quantum clouds and ensuring privacy, especially focussing on the integration of homomorphic encryption (HE) into Eclipse Qrisp, a high-level quantum computing framework, to enhance the security of quantum cloud platforms. The study addresses the technical feasibility of integrating HE with Qrisp, evaluates performance trade-offs, and assesses the potential impact on future quantum cloud architectures.The successful implementation and Qrisp integration of three post-quantum cryptographic (PQC) algorithms demonstrates the feasibility of integrating HE with quantum computing frameworks. The findings indicate that while the Quantum One-Time Pad (QOTP) offers simplicity and low overhead, other algorithms like Chen and Gentry-Sahai-Waters (GSW) present performance trade-offs in terms of runtime and memory consumption. The study results in an overall set of recommendations for securing quantum clouds, e.g. implementing HE at data storage and processing levels, developing Quantum Key Distribution (QKD), and enforcing stringent access control and authentication mechanisms as well as participating in PQC standardization efforts.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピューティング/テクノロジーの台頭は、クラウドコンピューティングに重大なセキュリティ上の課題をもたらし、量子に耐性のある暗号化戦略と、量子コンピューティングの時間とサービス(すなわち量子クラウド)を提供するクラウドインフラストラクチャの保護スキームと方法を必要とする可能性がある。
本研究は,量子クラウドの確保とプライバシの確保に関するさまざまな選択肢について検討する。特に,量子クラウドプラットフォームのセキュリティ向上を目的とした,ハイレベルな量子コンピューティングフレームワークであるEclipse Qrispへの同型暗号化(HE)の統合に焦点を当てる。
この研究は、HEとQrispを統合する技術的実現可能性、パフォーマンスのトレードオフを評価し、将来の量子クラウドアーキテクチャへの影響を評価し、3つの量子量子後暗号(PQC)アルゴリズムの実装とQrispの統合に成功したことは、HEと量子コンピューティングフレームワークを統合する可能性を示している。
この結果から,Quantum One-Time Pad (QOTP) は単純でオーバーヘッドが少ないが,Chen や Gentry-Sahai-Waters (GSW) など他のアルゴリズムでは,実行時とメモリ使用量の面でパフォーマンス上のトレードオフが提示されている。
その結果,量子クラウドの確保,例えばデータストレージや処理レベルでのHEの実装,量子鍵分布(QKD)の開発,厳密なアクセス制御と認証機構の実施,PQC標準化活動への参加など,一連の推奨事項が得られた。
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