論文の概要: Energy-Aware System-Level Evaluation of Post-Quantum TLS on Embedded User Equipment over a Disaggregated 5G Network
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.03988v1
- Date: Sat, 04 Jul 2026 19:14:08 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-07 22:26:29.786471
- Title: Energy-Aware System-Level Evaluation of Post-Quantum TLS on Embedded User Equipment over a Disaggregated 5G Network
- Title（参考訳）: 分散5Gネットワーク上での組込みユーザ機器における時間後TLSのエネルギーレベル評価
- Abstract要約: ポスト量子暗号(PQC)は、組み込みユーザ機器(UE)上のトランスポート層セキュリティ(TLS)ハンドシェイクに統合される
我々は、古典的および後量子署名と鍵交換機構(KEM)のNIST標準組合せの性能を評価する。
その結果, 遅延とエネルギー消費の強い結合性を実験的に検証し, 実行時間がエネルギーコストに大きく寄与していることが示唆された。
- 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: The transition to quantum-resistant security is a critical priority for the next generation of mobile networks, particularly within the disaggregated architecture of 5G. This paper presents an energy-aware system-level evaluation of Post- Quantum Cryptography (PQC) integrated into the Transport Layer Security (TLS) handshake on embedded User Equipment (UE). Using Raspberry Pi 5s as representative embedded processing platforms, we evaluate the performance of NIST-standardized combinations of classical and post-quantum signature and key exchange mechanisms (KEM), incorporating direct on-device power measurements to estimate per-handshake energy consumption. Results experimentally validate a strong coupling between latency and energy consumption, indicating that execution time is the dominant contributor to energy cost. Hash-based signature schemes incur up to 4x higher latency and 2x energy compared to lattice-based alternatives, while the impact of KEMs is comparatively smaller. The analysis further reveals that overall system performance is primarily constrained by cryptographic computation and concurrency-induced contention rather than network transport effects. These findings provide practical guidance for PQC deployment in mobile environments and demonstrate that lattice-based signatures offer a more favorable balance between security, efficiency, and scalability for 5G systems.
- Abstract（参考訳）: 量子耐性セキュリティへの移行は、次世代のモバイルネットワーク、特に5Gの非集約アーキテクチャにおける重要な優先事項である。
本稿では,組込みユーザ機器(UE)におけるトランスポート層セキュリティ(TLS)ハンドシェイクに統合されたポスト量子暗号(PQC)のエネルギーレベル評価について述べる。
Raspberry Pi 5sを代表的組み込み処理プラットフォームとして使用し,古典的および後量子署名とキー交換機構(KEM)のNIST標準の組み合わせの性能を評価する。
その結果, 遅延とエネルギー消費の強い結合性を実験的に検証し, 実行時間がエネルギーコストに大きく寄与していることが示唆された。
ハッシュベースのシグネチャスキームは格子ベースの代替よりも最大4倍のレイテンシと2倍のエネルギーをもたらすが、KEMの影響は比較的小さい。
この分析により、システム全体の性能は、ネットワーク転送効果よりも、主に暗号計算と並行性による競合に制約されていることが明らかになった。
これらの知見はモバイル環境におけるPQCデプロイメントの実践的なガイダンスを提供し、格子ベースのシグネチャが5Gシステムのセキュリティ、効率、スケーラビリティのバランスをより良好にすることを示した。
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