論文の概要: A Throughput-Oriented Analytical Model for Post-Quantum Security Protocols

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.26284v1
• Date: Fri, 14 Aug 2026 18:00:07 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-28 05:09:55.955446
• Title: A Throughput-Oriented Analytical Model for Post-Quantum Security Protocols
• Title（参考訳）: 量子後セキュリティプロトコルのスループット指向解析モデル
• Abstract要約: ポスト量子暗号(PQC)は、ネットワークエンドポイントのパフォーマンスと送信オーバーヘッドに直接影響を与える。 本稿では,スループット指向解析モデルを提案し,量子後セキュア接続の最大持続率に厳密な上限を与える。
• 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: Growing awareness of the impact of quantum threat on classical cryptography directly translates into a growing demand for accurate network simulation tools capable of estimating the integration effects of quantum-safe cryptography in current systems. In particular, the adoption of Post-Quantum Cryptography (PQC) has a direct impact on the performance of network endpoints and transmission overhead. This also affects the scalability of widely adopted security protocols such as TLS and SSH. In this paper, we present a throughput-oriented analytical model that provides a tight upper bound on the maximum sustainable rate of post-quantum secure connection establishment in TLS and SSH. This model takes into account both endpoint and network capacity constraints, decomposing the handshake process into dominant cryptographic operation time and network transmission time. Identifying the bottleneck allows us to derive the achievable throughput in terms of handshakes per second. The experimental results provided show the accuracy of the model against the data obtained from an experimental testbed using, among others, NIST standard primitives from FIPS 203, 204, and 205, including ML-KEM and ML-DSA. Finally, we integrate our model into a network environment and demonstrate how it can be leveraged to enable efficient resource allocation among multiple endpoints, optimizing PQC traffic in multiple-unicast scenarios.
• Abstract（参考訳）: 古典暗号に対する量子脅威の影響に対する認識の高まりは、現在のシステムにおける量子セーフ暗号の統合効果を推定できる正確なネットワークシミュレーションツールへの需要の高まりへと直接変換される。 特に、PQC(Post-Quantum Cryptography)の採用は、ネットワークエンドポイントのパフォーマンスと送信オーバーヘッドに直接的な影響を与える。 これはTLSやSSHといった広く採用されているセキュリティプロトコルのスケーラビリティにも影響を及ぼす。 本稿では、TLSおよびSSHにおける量子後セキュア接続の最大持続率に厳密な上限を与えるスループット指向分析モデルを提案する。 このモデルは、エンドポイントとネットワーク容量の制約を考慮に入れ、ハンドシェイクプロセスを主要な暗号処理時間とネットワーク送信時間に分解する。 ボトルネックを特定することで、1秒あたりのハンドシェイクで達成可能なスループットを導き出すことができます。 実験結果から, ML-KEM, ML-DSAを含むFIPS 203, 204, 205のNIST標準プリミティブを用いて, 実験層から得られたデータに対するモデルの精度を示した。 最後に、当社のモデルをネットワーク環境に統合し、複数のエンドポイント間の効率的なリソース割り当てを実現し、複数のユニキャストシナリオにおけるPQCトラフィックを最適化する方法を実証する。

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