論文の概要: Orchestrating Key Scarcity: Global Capacity Allocation in Hybrid QKD-PQC Networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.27332v1
• Date: Mon, 19 Oct 2026 21:50:31 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-21 21:58:47.522518
• Title: Orchestrating Key Scarcity: Global Capacity Allocation in Hybrid QKD-PQC Networks
• Title（参考訳）: 鍵スカシティのオーケストレーション:ハイブリッドQKD-PQCネットワークにおけるグローバル容量割り当て
• Abstract要約: 本稿では、量子セーフな対称暗号鍵をネットワーク上のアプリケーションに供給する分散鍵管理システム(DKMS)について述べる。 物理キー転送にはマルチホップ信頼できるリレーを使用し、エンド・ツー・エンドのポスト量子層を適用して、中継されたキー材料が中間ノードから厳格に保護されていることを保証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.226920120094475
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: This article presents a Distributed Key Management System (DKMS) that provisions quantum-safe symmetric encryption keys to applications across a network. To overcome the distance and rate limitations inherent to Quantum Key Distribution (QKD), the architecture adopts a hybrid design: it utilizes multi-hop trusted relays for physical key transport, while applying an end-to-end Post-Quantum Cryptography (PQC) layer to ensure the relayed key material remains strictly protected from intermediate nodes. Because QKD transforms key generation into a scarce physical resource, managing unpredictable application demands poses a critical capacity allocation problem. The core contribution of this work is an SDN-driven control plane that globally orchestrates the network. Rather than relying on vulnerable hop-by-hop capacity reservations, a central controller simultaneously computes optimal filling rates and multipath routing for all per-peer key buffers. This global orchestration ensures that no application is starved and that all key buffers synchronize their filling processes. Evaluated on a Kubernetes-based digital twin across five distinct network topologies, the controller successfully filled all key buffers to capacity in under six minutes. Furthermore, under deliberately excessive demand, the network demonstrated graceful degradation, safely rejecting excess requests through controlled rate-limiting rather than experiencing catastrophic failure.
• Abstract（参考訳）: 本稿では、量子セーフな対称暗号鍵をネットワーク上のアプリケーションに供給する分散鍵管理システム(DKMS)について述べる。 量子鍵分布(QKD)に固有の距離とレート制限を克服するために、アーキテクチャは、物理鍵輸送にマルチホップ信頼リレーを使用し、エンド・ツー・エンドのポスト量子暗号(PQC)層を適用して、中継された鍵物質が中間ノードから厳格に保護されていることを保証するハイブリッド設計を採用する。 QKDはキー生成を少ない物理リソースに変換するため、予測不可能なアプリケーション要求の管理は、重要なキャパシティ割り当ての問題を引き起こす。 この作業のコアコントリビューションは、ネットワークをグローバルにオーケストレーションするSDN駆動のコントロールプレーンである。 中央コントローラは、脆弱なホップバイホップキャパシティ予約に頼るのではなく、全てのピアキーバッファに対して最適なフィリングレートとマルチパスルーティングを同時に計算する。 このグローバルオーケストレーションは、アプリケーションが飢えていないことを保証し、すべてのキーバッファがそのフィリングプロセスを同期させる。 Kubernetesベースのディジタルツインを5つの異なるネットワークトポロジで評価し、すべてのキーバッファを6分以内で満たした。 さらに、故意に過剰な需要の下では、ネットワークは優雅な劣化を示し、破滅的な失敗を経験するのではなく、制御されたレート制限による過剰な要求を安全に拒否した。

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