論文の概要: Post-Quantum Entropy as a Service for Embedded Systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.10274v1
• Date: Tue, 10 Mar 2026 23:09:55 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-12 16:22:32.718186
• Title: Post-Quantum Entropy as a Service for Embedded Systems
• Title（参考訳）: 組み込みシステムとしてのポスト量子エントロピー
• Abstract要約: 我々は、QRNG由来のエントロピーをQuantisデバイスからESP32クラスのクライアントへ、クォータム後セキュアなチャネル上で移動させる量子エントロピー・アズ・ア・サービス(QE)システムを構築した。 サーバ側では、カスタムOpenSSLプロバイダ経由の直接量子エントロピーと、Linuxシステムプール経由の混合エントロピーの2つのパスを公開する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Embedded cryptography stands or falls on entropy quality, yet small devices have few trustworthy sources and little tolerance for heavyweight protocols. We build a Quantum Entropy as a Service (QEaaS) system that moves QRNG-derived entropy from a Quantis device to ESP32-class clients over post-quantum-secured channels. On the server side, the design exposes two paths: direct quantum entropy through a custom OpenSSL provider and mixed entropy through the Linux system pool. On the client side, we extend libcoap's Zephyr support, integrate wolfSSL-based DTLS 1.3 into the CoAP stack, and add a BLAKE2s entropy pool that preserves the standard Zephyr extraction interface while introducing an injection API for server-provided entropy. Benchmarks on ESP32 hardware, targeting 100 iterations per configuration, show that ML-KEM-512 completes a DTLS 1.3 handshake in 313 ms on average without certificate verification, 35% faster than ECDHE P-256. Pairing ML-KEM-512 with ML-DSA-44 lowers the mean to 225 ms. Certificate verification adds roughly 194 ms for ECDSA but only 17 ms for ML-DSA-44, so the fully post-quantum configuration remains 63% faster than classical ECDHE P-256 with ECDSA even under full verification. Local BLAKE2s pool operations stay below 0.1 ms combined. On this platform, post-quantum key exchange and authentication are not only feasible; they are faster than the classical baseline.
• Abstract（参考訳）: 組込み暗号はエントロピーの質を損なうが、小型デバイスは信頼性が低く、重厚なプロトコルには耐え難い。 我々は、QRNG由来のエントロピーをQuantisデバイスからESP32クラスのクライアントに、クォータム後セキュアなチャネル上で移動させる量子エントロピー・アズ・ア・サービス(QEaaS)システムを構築している。 サーバ側では、カスタムOpenSSLプロバイダ経由の直接量子エントロピーと、Linuxシステムプール経由の混合エントロピーの2つのパスを公開する。 クライアント側では、libcoapのZephyrサポートを拡張し、WolfSSLベースのDTLS 1.3をCoAPスタックに統合し、サーバが提供するエントロピー用のインジェクションAPIを導入しながら、標準のZephyrインターフェースを保存するBLAKE2sエントロピープールを追加します。 ESP32ハードウェアのベンチマークによれば、ML-KEM-512は認証なしで平均313msでDTLS 1.3ハンドシェイクを完了し、ECDHE P-256より35%高速である。 ML-DSA-44のペアリングML-KEM-512は平均を225msまで下げる 認証検証では、ECDSAは194msだが、ML-DSA-44は17msに留まる。 BLAKE2のプール操作は0.1ms以下である。 このプラットフォームでは、量子後鍵交換と認証は実現可能であるだけでなく、古典的なベースラインよりも高速である。

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