論文の概要: Efficient ML-DSA Public Key Management Method with Identity for PKI and Its Application
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.25043v1
- Date: Thu, 26 Mar 2026 05:26:31 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-27 20:52:48.117221
- Title: Efficient ML-DSA Public Key Management Method with Identity for PKI and Its Application
- Title（参考訳）: PKIの同一性を考慮したML-DSA公開鍵管理手法とその応用
- Authors: Penghui Liu, Yi Niu, Xiaoxiong Zhong, Jiahui Wu, Weizhe Zhang, Kaiping Xue, Bin Xiao,
- Abstract要約: ポスト量子暗号(textitIPK-pq)に基づくPKIのための新しいIDベースの公開鍵管理フレームワークを提案する。
複合公開鍵 (CPK) の概念に基づいて構築されたtextitIPK-pq は、拡張されたアイデンティティマッピング機構を通じてCPKに固有の線形共謀問題に対処する。
我々は、個々の秘密鍵コンポーネントと複合秘密鍵の両方をカバーする、textitIPK-pqの正式なセキュリティ証明を提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 34.906142924769675
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: With the rapid evolution of the Industrial Internet of Things (IIoT), the boundaries and scale of the Internet are continuously expanding. Consequently, the limitations of traditional certificate-based Public Key Infrastructure (PKI) have become increasingly evident, particularly in scenarios requiring large-scale certificate storage, verification, and frequent transmission. These challenges are expected to be further amplified by the widespread adoption of post-quantum cryptography. In this paper, we propose a novel identity-based public key management framework for PKI based on post-quantum cryptography, termed \textit{IPK-pq}. This approach implements an identity key generation protocol leveraging NIST ML-DSA and random matrix theory. Building on the concept of the Composite Public Key (CPK), \textit{IPK-pq} addresses the linear collusion problem inherent in CPK through an enhanced identity mapping mechanism. Furthermore, it simplifies the verification of the declared public key's authenticity, effectively reducing the complexity associated with certificate-based key management. We also provide a formal security proof for \textit{IPK-pq}, covering both individual private key components and the composite private key. To validate our approach, formally, we directly implement and evaluate \textit{IPK-pq} within a typical PKI application scenario: Resource PKI (RPKI). Comparative experimental results demonstrate that an RPKI system based on \textit{IPK-pq} yields significant improvements in efficiency and scalability. These results validate the feasibility and rationality of \textit{IPK-pq}, positioning it as a strong candidate for next-generation RPKI systems capable of securely managing large-scale routing information.
- Abstract（参考訳）: 産業用モノのインターネット(Industrial Internet of Things, IIoT)の急速な進化に伴い、インターネットの境界と規模は継続的に拡大している。
その結果、特に大規模な証明書ストレージ、検証、頻繁な送信を必要とするシナリオでは、従来の証明書ベースの公開鍵インフラストラクチャ(PKI)の制限がますます顕著になっている。
これらの課題は、量子後暗号の普及によってさらに増幅されることが期待されている。
本稿では、量子後暗号をベースとしたPKIのための新しいIDベースの公開鍵管理フレームワークである「textit{IPK-pq}」を提案する。
このアプローチはNIST ML-DSAとランダム行列理論を利用したID鍵生成プロトコルを実装した。
複合公開鍵 (CPK) の概念に基づいて構築され、拡張されたアイデンティティマッピング機構を通じてCPKに固有の線形共謀問題に対処する。
さらに、宣言された公開鍵の認証を簡略化し、証明書ベースの鍵管理に関連する複雑さを効果的に軽減する。
また、個々の秘密鍵コンポーネントと複合秘密鍵の両方をカバーし、 \textit{IPK-pq} の正式なセキュリティ証明も提供する。
このアプローチを正式に検証するために、典型的なPKIアプリケーションシナリオであるResource PKI (RPKI) で \textit{IPK-pq} を直接実装し、評価する。
比較実験により, <textit{IPK-pq} に基づくRPKIシステムは, 効率と拡張性に大きな改善をもたらすことが示された。
これらの結果は,大規模なルーティング情報を安全に管理できる次世代RPKIシステムの実現可能性と合理性を検証するものである。
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