論文の概要: Post-Quantum Session Establishment for Matter over Thread: Message Size, Transport, and Protocol Options

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.13026v1
• Date: Fri, 09 Oct 2026 05:32:12 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-13 04:06:29.408056
• Title: Post-Quantum Session Establishment for Matter over Thread: Message Size, Transport, and Protocol Options
• Title（参考訳）: スレッド以上の事項のためのポスト量子セッションの確立:メッセージサイズ、転送、プロトコルオプション
• Abstract要約: スレッド上でCASEをML-KEMやポスト量子署名に移行するコストを定量化する。 マルチホップThreadのMonte Carloモデルは、OpenThreadとMatterに校正され、これらのメッセージを断片化されたIPv6データとして送信すると、メッセージとその応答がMatterの再送信タイマーを延ばすたびに、急激な再送信が発生することを示している。
• 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: Matter's first post-quantum change protects device attestation with ML-DSA, but its operational handshake, CASE, still derives session keys from P-256 ECDH, so recorded traffic can be decrypted once a quantum computer exists. We quantify the cost of moving CASE to ML-KEM and post-quantum signatures over Thread, where frames carry at most 127 bytes and a Matter message at most 1178 bytes. A byte-exact model of the CASE messages shows that a drop-in ML-KEM-768/ML-DSA-44 handshake grows from 1.6 kB to 22.8 kB and that no fully post-quantum configuration built from FIPS 203/204/205 algorithms fits the message limit. A Monte Carlo model of multi-hop Thread, calibrated to OpenThread and Matter source constants, shows that sending these messages as fragmented IPv6 datagrams causes spurious retransmissions whenever a message and its reply outlast Matter's retransmission timer. At three to four hops the drop-in handshake then takes 1.8 to 2.6 times longer than with a selective-repeat block transfer, with or without interference, and up to 33% of handshakes with sleepy devices fail; raising the timers does not remove the effect. Caching certificate chains and authenticating the device with a pre-distributed ML-KEM key reduce the handshake to 6.1 kB and 44 ms of device computation. As a first step, hybrid P-256+ML-KEM-512 key exchange with a cached device chain protects session keys against harvest-now, decrypt-later attacks while every message still fits the current limit.
• Abstract（参考訳）: Matterの最初の量子後変更は、ML-DSAによるデバイス認証を保護するが、動作中のハンドシェイクであるCASEは、P-256 ECDHからセッションキーを導出しているため、量子コンピュータが存在すれば、記録されたトラフィックを復号化することができる。 スレッド上でCASEをML-KEMやポスト量子署名に移行するコストを定量化し、フレームは最大127バイト、マターメッセージは最大1178バイトである。 CASEメッセージのバイトエクササイズモデルでは、ドロップインのML-KEM-768/ML-DSA-44ハンドシェイクが1.6kBから22.8kBに増加し、FIPS 203/204/205アルゴリズムで構築された完全な量子後構成がメッセージ限界に適合しないことが示されている。 マルチホップThreadのMonte Carloモデルは、OpenThreadとMatterのソース定数に校正され、これらのメッセージを断片化されたIPv6データグラムとして送信すると、メッセージとその応答がMatterの再送信タイマーを破るたびに、急激な再送信が発生することを示している。 3つから4つのホップで、ドロップインハンドシェイクは選択的繰り返しブロック転送よりも1.8倍から2.6倍長くなり、干渉の有無にかかわらず最大33%のスリーピーデバイスによるハンドシェイクが故障する。 キャッシュ証明書チェーンとML-KEMキーによる認証により、ハンドシェイクは6.1kBと44msのデバイス計算に削減される。 最初のステップとして、キャッシュされたデバイスチェーンとのハイブリッドP-256+ML-KEM-512キー交換は、すべてのメッセージが現在の制限に適合している間に、セッションキーを復号後の攻撃から保護する。

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