論文の概要: Onion-Routed Multi-Circuit Key Establishment for Quantum-Resilient Sessions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.21349v1
- Date: Wed, 20 May 2026 16:14:07 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-21 19:19:56.775544
- Title: Onion-Routed Multi-Circuit Key Establishment for Quantum-Resilient Sessions
- Title（参考訳）: 量子レジリエンスセッションのためのオニオン制御マルチ回路キー設定
- Authors: Tushin Mallick, Ashish Kundu, Ramana Kompella,
- Abstract要約: RSA、ディフィー・ヘルマン、楕円曲線暗号は、十分に能力のある量子コンピュータ上でショアのアルゴリズムに弱い。
本稿では、新たに生成されたキーを複数の独立した暗号化された断片として分散するセッションキー確立方式を提案する。
私たちはAWS EC2上でFraskベースのプロトタイプとして設計を実装しており、プロキシとクライアントの両方をTorのオニオンサービスとしてデプロイしています。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.056193828705942
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Public-key primitives that today anchor session-key establishment - RSA, Diffie-Hellman, and elliptic-curve cryptography - reduce to integer factorization or discrete logarithm and are therefore vulnerable to Shor's algorithm on a sufficiently capable quantum computer. The harvest-now, decrypt-later (HNDL) threat model turns this future capability into a present liability: ciphertext archived today can be decrypted retrospectively once a cryptographically relevant quantum computer becomes available. We propose a session-key establishment scheme that distributes a freshly generated key as multiple, independently encrypted fragments across distinct, ephemeral Tor circuits between an onion-service proxy and an onion-service client. Reconstruction requires every fragment; each fragment travels its own per-bundle circuit established via a NEWNYM signal. The security argument rests on the standard end-to-end correlation bound for onion routing: an adversary controlling a fraction of Tor relays must independently deanonymize every fresh circuit to correlate the fragments belonging to one session, and the per-fragment probability of success decays multiplicatively in the number of fragments. We implement the design as a Flask-based prototype on AWS EC2, with both the proxy and the client deployed as Tor onion services, and measure end-to-end key-establishment latency. The implemented prototype completes a key establishment in 13-20 s on average (7-50 s including tails), of which approximately 88% is attributable to Tor-related delay - a cost we discuss in the context of the privacy-versus-responsiveness trade-off.
- Abstract（参考訳）: 公開鍵プリミティブ - RSA、ディフィー・ヘルマン、楕円曲線暗号 - は整数分解や離散対数に還元され、十分な能力を持つ量子コンピュータ上のショアのアルゴリズムに弱い。
今日アーカイブされた暗号文は、暗号関連量子コンピュータが利用可能になると、振り返って復号化することができる。
そこで本研究では,新たに生成したキーを,オニオンサービスプロキシとオニオンサービスクライアントの間で,個別のTor回路に分散して,複数の独立に暗号化された断片として配布するセッションキー設定方式を提案する。
レコンストラクションはすべてのフラグメントを必要とし、各フラグメントはNEWNYM信号を介して確立された各バンドル回路を通過する。
セキュリティの議論は、オンオンルーティングに縛られる標準のエンドツーエンドの相関に基づいており、Torリレーのごく一部を制御する敵は、1つのセッションに属するフラグメントを相関付けるために、独立にすべての新しい回路を非匿名化しなければならない。
私たちは、プロキシとクライアントの両方をTorオニオンサービスとしてデプロイし、エンドツーエンドのキー確立遅延を測定することで、AWS EC2上でFraskベースのプロトタイプとして設計を実装しています。
実装されたプロトタイプは、平均で13～20秒(テールを含む7～50秒)で重要な設定を完了しており、そのうち約88%がTor関連の遅延に起因する。
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