論文の概要: A Hybrid Post-Quantum Encryption Architecture with Self-Hosted Key Management for SME Cloud Data Protection
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.26777v1
- Date: Thu, 27 Aug 2026 08:09:17 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-28 16:30:58.300986
- Title: A Hybrid Post-Quantum Encryption Architecture with Self-Hosted Key Management for SME Cloud Data Protection
- Title(参考訳): SMEクラウドデータ保護のためのセルフホステッドキー管理によるハイブリッドポスト量子暗号化アーキテクチャ
- Abstract要約: Quantum Cloud Guard(QCG)は、ソフトウェアのみの3層アーキテクチャである。
クライアントサイドのハイブリッド暗号化、自己ホストされたキー保持、アプリケーション・レイヤの悪用防止ゲートウェイを組み合わせたものだ。
24MHzのSTM32F407では、ML-KEM-1024キー生成には40.8msと44.0msがかかる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Harvesting ciphertext from cloud storage needs no quantum computer; decrypting it later does. That gap is the harvest-now-decrypt-later exposure: anything protected by RSA or ECDH today that must stay secret for decades is already compromised. Small and medium-sized enterprises are least able to respond: they neither run the infrastructure on which their data sits on nor employ a cryptographer. Bespoke migration suits firms with security budgets; a managed key service relocates trust rather than removing it. The obstacle is architectural, not cryptographic. We present Quantum Cloud Guard (QCG), a software-only three-layer architecture. No prior SME-oriented system combines its three elements: client-side hybrid post-quantum encryption, self-hosted key custody with client-verifiable ML-DSA-87 signatures on served keys, and an integrated application-layer abuse-prevention gateway. Files never leave the client: each is sealed under AES-256-GCM, its key wrapped to an ML-KEM-1024 public key from the enterprise's key service. The enterprise alone administers it; it signs every key with ML-DSA-87, so a client that pinned it detects substitution. Separating key custody from data custody is the point: a provider holding both can read the data. On a 24 MHz STM32F407, ML-KEM-1024 key generation takes 40.8 ms and decapsulation 44.0 ms; on the server every post-quantum operation stays sub-millisecond, signing adding 0.24 ms per request. The service runs on a 4.49 EUR/month virtual server. Under sustained flooding, the in-process gateway Sentinel Gate rejected 98.8% of attack traffic while a legitimate client's median latency moved from 621 to 625 ms. Being single-source, this shows filtering effectiveness, not DDoS resilience.
- Abstract(参考訳): クラウドストレージからの暗号文のハーベスティングには量子コンピュータは必要ない。
今日のRSAやECDHが保護している、何十年も秘密にしなくてはならないものは、すでに危険にさらされている。
小さな企業や中規模の企業は、応答がほとんどない – データが配置されるインフラストラクチャを運用したり、暗号学者を雇ったりすることもできない。
Bespokeのマイグレーションは、セキュリティ予算に適合する。マネージドなキーサービスは、それを削除するのではなく、信頼を移す。
障害はアーキテクチャであり、暗号ではない。
ソフトウェアのみの3層アーキテクチャであるQuantum Cloud Guard(QCG)を紹介する。
クライアント側ハイブリッド暗号、クライアントが検証可能なML-DSA-87シグネチャによる自己ホスト型の鍵保持、アプリケーション・レイヤの悪用防止ゲートウェイである。
各ファイルはAES-256-GCMの下に封印され、その鍵は企業のキーサービスからML-KEM-1024公開鍵にラップされる。
ML-DSA-87ですべてのキーに署名するので、それをピン留めしたクライアントが置換を検出する。
データ保持からキー保持を分離することがポイントだ。両方を保持するプロバイダがデータを読むことができる。
24MHzのSTM32F407では、ML-KEM-1024キー生成には40.8msと44.0msがかかる。
サービスは4.49 EUR/月毎の仮想サーバで動作する。
継続的な洪水の下で、プロセス内のゲートウェイであるSentinel Gateは攻撃トラフィックの98.8%を拒否し、正当なクライアントの中央値レイテンシは621msから625msに移行した。単一ソースであるため、DDoSレジリエンスではなくフィルタリングの有効性を示している。
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