論文の概要: Merkle Tree Certificate Post-Quantum PKI for Kubernetes and Cloud-Native 5G/B5G Core
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.04191v1
- Date: Sun, 05 Apr 2026 17:17:07 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-07 15:49:18.97008
- Title: Merkle Tree Certificate Post-Quantum PKI for Kubernetes and Cloud-Native 5G/B5G Core
- Title（参考訳）: Kubernetesとクラウドネイティブな5G/B5GコアのためのMerkle Tree Certificate Post-Quantum PKI
- Authors: Lakshya Chopra, Vipin Kumar Rathi,
- Abstract要約: Merkle Tree Certificates (MTC)は、証明書ごとの発行者署名をMerkle包含証明に置き換え、ランドマークモードでは、認証認証からオンワイヤ署名を完全に排除する。
We implement MTC proof construction and verification in Go/tls and Crypto/x509 package。
Intel i9-12900での計測では,TLSハンドシェイク時間に影響を及ぼすことなく,ECDSAシグネチャ検証の24マイクロ秒に対して,MCCランドマーク検証を2秒未満で完了した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Post-quantum signature schemes such as ML-DSA-65 produce signatures of 3,309 bytes and public keys of 1,952 bytes over 50 times larger than classical Ed25519. In TLS-authenticated environments like Kubernetes control planes and 5G Core networks, where every inter-component connection is mutually authenticated, this overhead compounds across thousands of handshakes per second. Merkle Tree Certificates (MTC), currently under development at IETF, replace per-certificate issuer signatures with Merkle inclusion proofs and, in the landmark mode, eliminate on-wire signatures from certificate authentication entirely. We present MTC-based PKI architectures for Kubernetes and 3GPP 5G Service-Based Architecture. Starting from the infrastructure layer, we replace the Kubernetes cluster CA with an MTCA deployment that issues MTC certificates to control plane components, with cosigners and a DaemonSet-based landmark distributor. Building on this, we design a certificate lifecycle for 5G Network Functions deployed against QORE, a post-quantum 5G Core. We implement MTC proof construction and verification in Go crypto/tls and crypto/x509 packages. Our measurements on an Intel i9-12900 show MTC landmark verification completing in under 2 μs compared to 24 microseconds for ECDSA signature verification-with no measurable impact on TLS handshake time. We further propose a 6G-native architecture where the NRF serves as the MTCA and the SCP as witness cosigner, and discuss applicability to Non-Terrestrial Networks.
- Abstract（参考訳）: ML-DSA-65のような量子後シグネチャスキームは、3,309バイトのシグネチャと1,952バイトの公開鍵を、古典的Ed25519の50倍の規模で生成する。
Kubernetesコントロールプレーンや5G CoreネットワークのようなTLS認証された環境では、コンポーネント間の接続が相互に認証されるため、このオーバーヘッドは毎秒数千のハンドシェイクにまたがる。
現在IETFで開発中のMerkle Tree Certificates (MTC)は、証明書ごとの署名をMerkle包含証明に置き換え、ランドマークモードでは認証認証からオンワイヤシグネチャを完全に排除している。
MTCベースのKubernetes用PKIアーキテクチャと3GPP 5Gサービスベースアーキテクチャを提案する。
インフラストラクチャ層から始めて、私たちはKubernetesクラスタCAをMTCAデプロイメントに置き換えて、プレーンコンポーネントを制御するためのMCC証明書を発行します。
そこで我々は,量子後5GコアであるQOREに対してデプロイされる5Gネットワーク関数の認証ライフサイクルを設計する。
We implement MTC proof construction and verification in Go Crypto/tls and Crypto/x509 package。
筆者らはIntel i9-12900を用いて,TLSハンドシェイク時間に影響を及ぼすことなく,ECDSA署名検証の24マイクロ秒と比較し,MCCランドマークの検証を2μ秒未満で完了した。
さらに,NRF が MTCA と SCP を証人共同設計者として機能する 6G ネイティブアーキテクチャを提案し,非地球ネットワークへの適用性について論じる。
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