論文の概要: A Drop-in KEM Replacement for Client Signatures in Post-Quantum SSH

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.24447v1
• Date: Tue, 25 Aug 2026 12:01:47 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-08-26 14:09:34.959893
• Title: A Drop-in KEM Replacement for Client Signatures in Post-Quantum SSH
• Title（参考訳）: 量子後SSHにおけるクライアント署名のドロップインKEM置換
• Abstract要約: 量子後暗号は、リモート管理のためのSecure Shell(SSH)プロトコルを再構築している。 本稿では,クライアントの公開鍵署名をセッションバウンドなチャレンジ応答証明に置き換える,KEMに基づくSSHのユーザ認証手法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 14.359480576200212
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The transition to post-quantum cryptography is reshaping the Secure Shell (SSH) protocol for remote administration. Post-quantum key exchange has been deployed in OpenSSH and is being standardized, while SSH authentication largely remains a signature-replacement effort. This path preserves the familiar public-key credential model, but inherits the size and computation overhead of post-quantum signatures, which can increase latency, traffic, and server-side load. KEM-based authentication offers a natural alternative to this signature-centric path, and SSH makes this especially attractive at the user-authentication layer, which is method-extensible, separated from transport-layer key exchange and host-key authentication, and already protected by the established channel. We present a drop-in KEM-based user-authentication method for SSH that replaces client public-key signatures with a session-bound challenge-response proof. The method fits into SSH's existing user-authentication framework, preserving the public-key credential model and enabling incremental deployment alongside existing methods. We provide a reduction-based security argument in the post-quantum ACCE framework, implement the design in OpenSSH using liboqs, and evaluate it under representative RTTs, TCP initial-window settings, and post-quantum migration configurations. Our results show that KEM-based authentication is competitive with compact signature-based authentication under representative network settings, while reducing median handshake latency by up to about 10% against large-signature hybrid baselines. The advantages are clearer when post-quantum signatures stress transmission or computation: median latency under small TCP initial windows falls by up to 7.3% versus ML-DSA and 17.9% versus SLH-DSA, while server-side online cryptographic cost is 59.1% lower than that for ML-DSA in the same NIST category.
• Abstract（参考訳）: 量子後暗号への移行により、リモート管理のためのSecure Shell(SSH)プロトコルが作り直される。 量子後キー交換はOpenSSHにデプロイされ、標準化されている。 このパスは、よく知られた公開鍵資格モデルを保存するが、量子後シグネチャのサイズと計算オーバーヘッドを継承し、レイテンシ、トラフィック、サーバ側の負荷を増大させる。 KEMベースの認証は、このシグネチャ中心のパスの自然な代替手段であり、SSHは、トランスポート層キー交換とホストキー認証から分離され、確立されたチャネルによってすでに保護されている、メソッド拡張可能なユーザ認証層において特に魅力的である。 本稿では,クライアントの公開鍵署名をセッションバウンドなチャレンジ応答証明に置き換える,KEMに基づくSSHのユーザ認証手法を提案する。 このメソッドは、SSHの既存のユーザ認証フレームワークに適合し、公開鍵認証モデルを保持し、既存のメソッドと並行してインクリメンタルデプロイメントを可能にする。 我々は,ポスト量子ACCEフレームワークにおいて,リボックを用いてOpenSSHの設計を実装し,代表的なRTT,TCP初期ウィンドウ設定,およびポスト量子マイグレーション構成で評価する。 以上の結果から,KEMに基づく認証は,代表的ネットワーク設定下でのコンパクトな署名ベース認証と競合する一方で,大規模なハイブリットベースラインに対して,中央値ハンドシェイク遅延を最大10%削減できることが示唆された。 小型TCP初期ウィンドウの中央値はML-DSAが7.3%、SLH-DSAが17.9%、サーバ側のオンライン暗号化コストが同じNISTカテゴリのML-DSAよりも59.1%低い。

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