論文の概要: A Post-Quantum Secure Lattice-Based Forward-Secure Identity Based Encryption with Applications to Internet of Things Architecture
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.22340v1
- Date: Sun, 21 Jun 2026 05:10:09 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-25 18:53:10.08787
- Title: A Post-Quantum Secure Lattice-Based Forward-Secure Identity Based Encryption with Applications to Internet of Things Architecture
- Title（参考訳）: 量子後セキュア格子を用いたフォワードセキュアIDベースの暗号化とモノのインターネットアーキテクチャへの応用
- Authors: Abhishek Kumar, Vikas Srivastava, Sumit Kumar Debnath, Pantelimon Stănică,
- Abstract要約: IoTデバイスは、サイドチャネルやキー抽出攻撃に対して非常に脆弱である。
古典的硬さの仮定に基づく既存のFS-IBE構成は、後量子の時代には安全ではない。
本稿では,リング設定における格子ベースの新しいfs-IBE方式を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.617223072425418
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The rapid expansion of the Internet of Things (IoT) has led to an unprecedented scale of data exchange across heterogeneous and resource-constrained devices. Ensuring confidentiality and secure key management in such environments is challenging. Traditional public-key infrastructures require heavy certificate-handling overhead. Identity-Based Encryption (IBE) offers a lightweight alternative by deriving public keys directly from device identities, making it attractive for IoT deployments. However, IoT devices are highly vulnerable to side-channel and key-extraction attacks, motivating the need for Forward-Secure IBE(FS-IBE), where the compromise of a current secret key does not threaten past communications. Existing FS-IBE constructions based on classical hardness assumptions are not secure in the era of post-quantum, while the lattice-based (LWE-based) forward-secure scheme suffer from large key and ciphertext sizes, limiting their suitability for constrained IoT systems. Here, we propose a new lattice-based fs-IBE scheme in the ring setting, relying on the RLWE assumption to achieve post-quantum security and significant efficiency gains. Our design uses trapdoor delegation with a minimal-cover mechanism over a binary tree. It results in compact public parameters and efficient per-epoch key updates. Compared to prior LWE-based constructions, our scheme reduces public key, secret key, and ciphertext sizes, and thus, making it better suited for practical IoT environments.
- Abstract（参考訳）: IoT(Internet of Things)の急速な拡張により、異種およびリソース制約のあるデバイス間でのデータ交換が前例のない規模で行われている。
このような環境での機密性とセキュアな鍵管理の確保は困難である。
従来の公開鍵インフラストラクチャは証明書処理のオーバーヘッドが大きい。
IBE(Identity-Based Encryption)は、デバイスIDから直接公開鍵を抽出する軽量な代替手段を提供する。
しかし、IoTデバイスはサイドチャネルやキー抽出攻撃に対して非常に脆弱であり、現在のシークレットキーの妥協が過去の通信を脅かさないフォワードセキュアIBE(FS-IBE)の必要性を動機付けている。
古典的硬度仮定に基づく既存のFS-IBE構成は、後量子時代では安全ではないが、格子ベースの(LWEベースの)前方セキュリティスキームは、大きな鍵と暗号サイズに悩まされており、制約されたIoTシステムに対する適合性を制限している。
本稿では,RLWEの仮定に頼り,時間後セキュリティと大幅な効率向上を実現するために,新たな格子ベースのfs-IBE方式を提案する。
私たちの設計では、二分木上の最小被覆機構を備えたトラップドアデリゲートを使用します。
結果として、コンパクトな公開パラメータとエポックごとの効率的なキー更新が実現される。
従来のLWEベースの構成と比較して、我々のスキームは公開鍵、秘密鍵、暗号文のサイズを減らし、実用的なIoT環境に適している。
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