计算机科学 > 密码学与安全
[提交于 2025年7月12日
]
标题: IPsec的混合量子安全
标题: Hybrid Quantum Security for IPsec
摘要: 量子密钥分发(QKD)为对抗量子计算威胁提供了信息论安全,但由于预先分发的量子密钥与计算密钥交换范式之间存在根本性不匹配,将QKD集成到现有安全协议中仍然是一个未解决的挑战。 本文首次系统比较了IPsec中顺序与并行混合QKD-PQC密钥建立策略,揭示了超越具体实现的基本协议设计原则。 我们提出了两种新颖的方法,将QKD集成到互联网密钥交换版本2(IKEv2)中,并支持ETSI GS QKD 004有状态和ETSI GS QKD 014无状态API规范:(1)一种纯QKD方法,用基于标识符的量子密钥协调取代计算密钥推导,(2)一种统一的QKD-KEM抽象,使量子和后量子密码方法能够在现有协议框架内进行并行组合。 我们的关键见解是,并行混合方法消除了RFC 9370规定的顺序方法固有的乘法延迟惩罚,在现实网络条件下实现了显著的性能提升。 使用基于Docker的测试框架和IDQuantique QKD硬件进行的性能评估表明,在网络延迟条件下,并行混合方法显著优于顺序方法,而纯QKD通过基于标识符的密钥协调实现了最小的带宽开销。 我们的实现提供了适用于需要纵深防御安全的关键基础设施部署的实际量子增强IPsec解决方案。
文献和引用工具
与本文相关的代码,数据和媒体
alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)
演示
推荐器和搜索工具
arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目
arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。
与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。
有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.