論文の概要: Solving the Post-Quantum Control Plane Bottleneck: Energy-Aware Cryptographic Scheduling in Open RAN

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.11820v1
• Date: Thu, 12 Feb 2026 10:58:54 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-13 21:07:25.779227
• Title: Solving the Post-Quantum Control Plane Bottleneck: Energy-Aware Cryptographic Scheduling in Open RAN
• Title（参考訳）: 量子後制御平面ボトルネックの解法:オープンRANにおけるエネルギー対応暗号スケジューリング
• Authors: Neha Gupta, Hamed Alimohammadi, Mohammad Shojafar, De Mi, Muhammad N. M. Bhutta,
• Abstract要約: ポスト量子暗号(PQC)は、主要なスケーラブルな防御法であるが、RAN制御面に重大なボトルネックをもたらす。 本稿では、このPQCボトルネックを解消し、運用エネルギー効率を犠牲にすることなく量子レジリエンスを確保するためのエネルギー対応フレームワークを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.221622045367923
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The Open Radio Access Network (O-RAN) offers flexibility and innovation but introduces unique security vulnerabilities, particularly from cryptographically relevant quantum computers. While Post-Quantum Cryptography (PQC) is the primary scalable defence, its computationally intensive handshakes create a significant bottleneck for the RAN control plane, posing sustainability challenges. This paper proposes an energy-aware framework to solve this PQC bottleneck, ensuring quantum resilience without sacrificing operational energy efficiency. The system employs an O-RAN aligned split: a Crypto Policy rApp residing in the Non-Real-Time (Non-RT) RIC defines the strategic security envelope (including PQC suites), while a Security Operations Scheduling (SOS) xApp in the Near-RT RIC converts these into tactical timing and placement intents. Cryptographic enforcement remains at standards-compliant endpoints: the Open Fronthaul utilizes Media Access Control Security (MACsec) at the O-DU/O-RU, while the xhaul (midhaul and backhaul) utilizes IP Security (IPsec) at tunnel terminators. The SOS xApp reduces PQC overhead by batching non-urgent handshakes, prioritizing session resumption, and selecting parameters that meet slice SLAs while minimizing joules per secure connection. We evaluate the architecture via a Discrete-Event Simulation (DES) using 3GPP-aligned traffic profiles and verified hardware benchmarks from literature. Results show that intelligent scheduling can reduce per-handshake energy by approximately 60 percent without violating slice latency targets.
• Abstract（参考訳）: Open Radio Access Network (O-RAN)は、柔軟性とイノベーションを提供するが、特に暗号関連量子コンピュータから、ユニークなセキュリティ脆弱性を導入する。 ポスト量子暗号(PQC)は主要なスケーラブルな防御手段であるが、計算集約的なハンドシェイクはRANコントロールプレーンの重大なボトルネックを生み出し、持続可能性の課題を提起する。 本稿では、このPQCボトルネックを解消し、運用エネルギー効率を犠牲にすることなく、量子レジリエンスを確保するためのエネルギー対応フレームワークを提案する。 RICは戦略的セキュリティ・エンベロープ(PQCスイートを含む)を定義し、Near-RT RICのSecurity Operations Scheduling (SOS) xAppはこれらを戦術的なタイミングと配置の意図に変換する。 Open FronthaulはO-DU/O-RUでメディアアクセス制御セキュリティ(MACsec)、xhaul(ミドルホールとバックホール)はトンネルターミナルでIPsec(IPsec)を利用する。 SOS xAppは、非緊急ハンドシェイクのバッチ化、セッションの再使用の優先順位付け、スライスSLAを満たすパラメータの選択によるPQCオーバーヘッドを低減し、セキュアな接続当たりのジュールを最小化する。 3GPPのトラフィックプロファイルと文献によるハードウェアベンチマークを用いて,離散イベントシミュレーション(DES)を用いてアーキテクチャを評価する。 その結果、インテリジェントなスケジューリングにより、スライス遅延ターゲットに違反することなく、ハンドシェイク毎のエネルギーを約60%削減できることがわかった。

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