論文の概要: Empowering Mobile Networks Security Resilience by using Post-Quantum Cryptography

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.28626v1
• Date: Mon, 30 Mar 2026 16:09:56 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-31 23:18:45.505285
• Title: Empowering Mobile Networks Security Resilience by using Post-Quantum Cryptography
• Title（参考訳）: ポスト量子暗号を用いたモバイルネットワークのセキュリティ強化
• Authors: Ricardo Alves Faval, Rodrigo Moreira, Flávio de Oliveira Silva,
• Abstract要約: NIST規格のML-KEM-768とML-DSAを,ネットワーク機能(NF)を保存するサイドカープロキシパターンを用いて,オープンソース5Gコア(free5GC)に統合する実験を行った。 その結果、サイドカーベースのPQC挿入により、量子レジリエントな5G信号の非破壊的かつ操作的に予測可能なマイグレーションパスが可能になることがわかった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.05461938536945721
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The transition to a cloud-native 5G Service-Based Architecture (SBA) improves scalability but exposes control-plane signaling to emerging quantum threats, including Harvest-Now, Decrypt-Later (HNDL) attacks. While NIST has standardized post-quantum cryptography (PQC), practical, deployable integration in operational 5G cores remains underexplored. This work experimentally integrates NIST-standardized ML-KEM-768 and ML-DSA into an open-source 5G core (free5GC) using a sidecar proxy pattern that preserves unmodified network functions (NFs). Implemented on free5GC, we compare three deployments: (i) native HTTPS/TLS, (ii) TLS sidecar, and (iii) PQC-enabled sidecar. Measurements at the HTTP/2 request-response boundary over repeated independent runs show that PQC increases end-to-end Service-Based Interface (SBI) latency to approximately 54 ms, adding a deterministic 48-49 ms overhead relative to the classical baseline, while maintaining tightly bounded variance (IQR <= 0.2 ms, CV < 0.4%). We also quantify the impact of Certification Authority (CA) security levels, identifying certificate validation as a tunable contributor to overall delay. Overall, the results demonstrate that sidecar-based PQC insertion enables a non-disruptive and operationally predictable migration path for quantum-resilient 5G signaling.
• Abstract（参考訳）: クラウドネイティブな5Gサービスベースアーキテクチャ(SBA)への移行はスケーラビリティを向上させるが、Harvest-NowやDecrypt-Later(HNDL)攻撃など、新たな量子脅威に対するコントロールプレーンシグナルを公開する。 NISTは量子後暗号(PQC)を標準化しているが、実用的でデプロイ可能な5Gコアの統合は未定である。 この研究は、NISTで標準化されたML-KEM-768とML-DSAを、未修正ネットワーク関数(NF)を保存するサイドカープロキシパターンを使用して、オープンソースの5Gコア(free5GC)に統合する。 free5GCに実装され、3つのデプロイメントを比較します。 (i)ネイティブHTTPS/TLS (二)TLSサイドカー、及び 三)PQC対応サイドカー。 HTTP/2リクエスト-レスポンス境界での繰り返し独立実行による測定によると、PQCはエンドツーエンドのサービスベースインターフェース(SBI)のレイテンシを約54msに増加し、決定論的48-49msのオーバーヘッドを古典的ベースラインに対して追加し、厳密な境界付き分散(IQR <= 0.2ms, CV < 0.4%)を維持している。 また、認証機関(CA)のセキュリティレベルの影響を定量化し、証明書検証を全体的な遅延に対する調整可能な要因として特定する。 全体として、サイドカーベースのPQC挿入は、量子レジリエントな5G信号の非破壊的で運用的に予測可能なマイグレーションパスを可能にすることを示した。

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