論文の概要: Post-Quantum Authentication Protocol for Internet of Medical Things

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.04661v1
• Date: Sat, 03 Oct 2026 17:21:45 GMT
• ステータス: 情報取得中
• システム内更新日: 2026-10-06 21:31:29.717133
• Title: Post-Quantum Authentication Protocol for Internet of Medical Things
• Title（参考訳）: Internet of Medical Things におけるポスト量子認証プロトコル
• Abstract要約: IoMT通信システムは、患者のデバイスによって生成されたメッセージに対して、発信元認証と整合性保護を提供する必要がある。 本稿では,医療報告として提供されるメッセージに対する改ざん,不正行為,リプレイについて論じる。 我々は,実用的な実装要件を満たすプロトコルを設計し,格子構造のようなISISを用いる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.442955439283728
• License:
• Abstract: IoMT communication systems should provide origin authentication and ensure integrity protection for the messages produced by patients' devices for transmission to gateways and further processing by other hospital services. With regard to IoMT, this paper discusses tampering, impersonation, and replay attacks on messages provided as medical reports. Long-term security of the communication system is also addressed considering potential quantum attacks. For this purpose, we design a protocol that meets requirements of practical implementation and employs an ISIS like lattice-based construction combined with concepts of the blockchain technology. Patients' devices generate a canonical JSON format medical report containing a timestamp and critical information. Using a nonce, the patients create a cryptographic signature of the message with a challenge generated from hash of a message. The gateway verifies signatures utilizing the public key of a trusted ledger associated with a particular patient and ensures freshness of the transmitted message. To optimize the performance in case when many devices interact with a gateway at once, the gateway performs batch signature validation using vectorized modular linear equations. The trusted ledger uses tamper-resistant REGISTER and TRUST UPDATE entries, maintaining a trust score of each registered patient and updating the value after each ACCEPT/REJECT operation. Our prototype application demonstrates registration procedure of a new patient, signing and verifying medical reports, auditing of the ledger, and performance assessment. Based on our experiments in the prototype, we argue that, when applied to large-scale systems, batch verification is superior to simple signature validation approach.
• Abstract（参考訳）: IoMT通信システムは、患者のデバイスがゲートウェイへの送信や、他の病院サービスによるさらなる処理のために、発信元認証と整合性保護を提供する必要がある。 IoMTでは,医療報告として提供されるメッセージに対する改ざん,不正行為,リプレイについて論じる。 通信システムの長期セキュリティも、潜在的な量子攻撃を考慮して対処される。 この目的のために、我々は、実用的な実装の要件を満たすプロトコルを設計し、ブロックチェーン技術の概念と組み合わせて、格子ベースの構築のようなISISを使用している。 患者のデバイスは、タイムスタンプとクリティカル情報を含む標準JSONフォーマットの医療レポートを生成する。 nonceを使って、患者はメッセージのハッシュから生成されたチャレンジでメッセージの暗号署名を作成する。 ゲートウェイは、特定の患者に関連付けられた信頼台帳の公開鍵を利用した署名を検証し、送信されたメッセージの鮮度を確保する。 多くのデバイスがゲートウェイと一度に対話する場合、その性能を最適化するために、ゲートウェイはベクトル化されたモジュラー線形方程式を用いてバッチ署名検証を行う。 信頼台帳は、タンパー耐性のREGISTERおよびTRUST UPDATEエントリを使用し、登録された各患者の信頼スコアを維持し、各ACCEPT/REJECT操作後に値を更新する。 本アプリケーションでは,新規患者の登録手続き,医療報告の署名と検証,台帳の監査,パフォーマンス評価を行う。 プロトタイプで行った実験から,大規模システムに適用した場合,バッチ検証は簡単な署名検証手法よりも優れていると論じる。

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