論文の概要: Testing TLS 1.3 PQC on constrained devices and microcontrollers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.27766v1
• Date: Tue, 20 Oct 2026 07:29:29 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-21 21:58:47.698598
• Title: Testing TLS 1.3 PQC on constrained devices and microcontrollers
• Title（参考訳）: 拘束デバイスとマイクロコントローラを用いたTLS 1.3 PQCの試験
• Abstract要約: 本稿は,IoTクラスのデバイスとマイクロコントローラと,これらのデバイスをTLS 1.3のセキュア接続で接続するためのPQCの利用可能性に焦点を当てる。 wolfSSLを用いて,ML-KEM-512/768/1024とX25519/ECC P-256キー交換とML-DSA-44/65/87,Ed25519,ECDSA,RSA-PSS認証を4つのデバイスで組み合わせた36組合せTLS 1.3アルゴリズム行列をベンチマークした。 有能デバイスではTLSマトリックスのすべての選択が同様の結果を得たが、IoTクラスのデバイスではPQCのパフォーマンスが高いことが判明した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.22940141855172033
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The UK, EU and US governments have set timelines for post-quantum cryptography migration of critical systems, with deadlines ranging from 2028 to 2035. This paper focuses on IoT-class devices and microcontrollers and the viability of using PQC to connect these devices in secure TLS 1.3 connections. Using wolfSSL, we benchmark a 36-combination TLS 1.3 algorithm matrix, pairing ML-KEM-512/768/1024 and X25519/ECC P-256 key exchange with ML-DSA-44/65/87, Ed25519, ECDSA, and RSA-PSS authentication, across four devices (Raspberry Pi Pico W & Pico 2 W, ESP32, and a Raspberry Pi Zero), measuring both handshake latency and energy consumption. We found that in capable devices, all choices in the TLS matrix gave similar results, but that in IoT-class devices, PQC performance is highly implementation- and architecture-dependent: the common assumption that elliptic-curve key exchange must be cheaper than post-quantum lattice-based key exchange does not hold in this wolfSSL-based implementation, where the best full-PQC combination (ML-KEM-512 + ML-DSA-44) completes TLS handshakes 41% faster than the equivalent classical-modern pairing (X25519 + RSA-PSS) on the Pico W (up to 2.12x as energy-efficient, depending on the paired authentication algorithm), and 8.9x faster on the ESP32. Full-PQC, ML-KEM-512/ML-DSA-44, is not only possible but energy-competitive with or superior to Hybrid or Elliptic Curve alternatives on the most constrained devices, though ML-DSA's variable signing time means applications with strict latency-predictability budgets must accept this variance as the cost of full quantum-safe authentication. We further show that the IETF's draft-specified X25519+ML-KEM-768 hybrid incurs approximately the combined cost of its two components, rather than offering a performance compromise, making pure ML-KEM the more practical choice on hardware lacking Curve25519 assembly support.
• Abstract（参考訳）: イギリス、EU、米国政府は、2028年から2035年までの期限で、クリティカルシステムの量子後暗号移行のスケジュールを設定している。 本稿は,IoTクラスのデバイスとマイクロコントローラと,これらのデバイスをTLS 1.3のセキュア接続で接続するためのPQCの利用可能性に焦点を当てる。 wolfSSLを用いて,ML-KEM-512/768/1024とX25519/ECC P-256をML-DSA-44/65/87,Ed25519,ECDSA,RSA-PSSと組み合わせた36組のTLS 1.3アルゴリズムマトリックスをベンチマークし,ハンドシェイク遅延とエネルギー消費の両方を測定する。 有能なデバイスでは、TLS行列のすべての選択が同様の結果を得たが、IoTクラスのデバイスでは、楕円曲線鍵交換が後量子格子ベースの鍵交換よりも安価でなければならないという一般的な仮定(ML-KEM-512 + ML-DSA-44)は、ピコW上のTLSハンドシェイク(X25519 + RSA-PSS)よりも41%速く(ペア認証アルゴリズムによってはエネルギー効率が2.12倍)、ESP32上の8.9倍高速である。 フルPQC(ML-KEM-512/ML-DSA-44)は、最も制約されたデバイス上でのハイブリッドまたは楕円曲線の代替品よりもエネルギー競合性があるか、あるいは優れているが、ML-DSAの可変署名時間とは、厳格なレイテンシ予測可能性予算を持つアプリケーションは、完全な量子セーフ認証のコストとして、この分散を受け入れる必要があることを意味する。 さらに、IETFのドラフト仕様であるX25519+ML-KEM-768のハイブリッドは、性能の妥協を提供するのではなく、その2つのコンポーネントの組み合わせコストのおよそ1つであり、純粋なML-KEMはCurve25519アセンブリサポートが欠如しているハードウェアにおいて、より実用的な選択肢であることを示す。

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