論文の概要: Post-Quantum Identity-Based TLS for 5G Service-Based Architecture and Cloud-Native Infrastructure

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.04238v1
• Date: Wed, 04 Feb 2026 05:55:41 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-05 19:45:11.392138
• Title: Post-Quantum Identity-Based TLS for 5G Service-Based Architecture and Cloud-Native Infrastructure
• Title（参考訳）: 5Gサービスベースアーキテクチャとクラウドネイティブインフラストラクチャのためのポスト量子アイデンティティベースTLS
• Authors: Vipin Kumar Rathi, Lakshya Chopra, Nikhil Kumar Rajput,
• Abstract要約: 量子後IDベース暗号化(IBE)に基づく,プライベート分散システムのための証明書不要認証フレームワークを提案する。 本設計では,認証と署名に基づく認証をID由来の鍵とIDに基づく鍵カプセル化に置き換え,証明書の送信や検証なしに相互に認証されたTLS接続を可能にする。 このフレームワークをクラウドネイティブなアプリケーションデプロイメントとレイテンシに敏感な5G Coreネットワークに適用する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5735035463793009
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Cloud-native application platforms and latency-sensitive systems such as 5G Core networks rely heavily on certificate-based Public Key Infrastructure (PKI) and mutual TLS to secure service-to-service communication. While effective, this model introduces significant operational and performance overhead, which is further amplified in the post-quantum setting due to large certificates and expensive signature verification. In this paper, we present a certificate-free authentication framework for private distributed systems based on post-quantum Identity-Based Encryption(IBE). Our design replaces certificate and signature based authentication with identity-derived keys and identity-based key encapsulation, enabling mutually authenticated TLS connections without certificate transmission or validation. We describe an IBE-based replacement for private PKI, including identity lifecycle management, and show how it can be instantiated using a threshold Private Key Generator (T-PKG). We apply this framework to cloud-native application deployments and latency-sensitive 5G Core networks. In particular, we demonstrate how identity-based TLS integrates with the 5G Service-Based Architecture while preserving security semantics and 3GPP requirements, and we show how the same architecture can replace private PKI in Kubernetes, including its control plane, without disrupting existing trust domains or deployment models.
• Abstract（参考訳）: クラウドネイティブなアプリケーションプラットフォームと5G Coreネットワークのようなレイテンシに敏感なシステムは、認証ベースのPublic Key Infrastructure(PKI)と相互TLSに大きく依存している。 実効性はあるものの、このモデルでは運用上のオーバーヘッドと性能のオーバーヘッドが大幅に増加しており、これは大規模な証明書と高価な署名検証のために、クォータ後の設定でさらに増幅されている。 本稿では,ポスト量子IDベース暗号化(IBE)に基づく,プライベート分散システムのための証明書フリーな認証フレームワークを提案する。 本設計では,認証と署名に基づく認証をID由来の鍵とIDに基づく鍵カプセル化に置き換え,証明書の送信や検証なしに相互に認証されたTLS接続を可能にする。 IBEをベースとしたプライベートPKIの代替として、アイデンティティライフサイクル管理を取り入れ、しきい値のPrivate Key Generator (T-PKG)を用いてインスタンス化する方法を示す。 このフレームワークをクラウドネイティブなアプリケーションデプロイメントとレイテンシに敏感な5G Coreネットワークに適用する。 特に、セキュリティセマンティクスと3GPP要件を維持しながら、IDベースのTLSが5Gサービスベースアーキテクチャとどのように統合されているかを実証し、既存の信頼ドメインやデプロイメントモデルを中断することなく、コントロールプレーンを含むKubernetesのプライベートPKIを、同じアーキテクチャで置き換えることができるかを示します。

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