5G及以上网络用户设备中的后量子密码学分析
密码学与安全
2025-07-24 v1 网络与互联网体系结构
性能
摘要
量子计算的出现威胁了经典公钥密码系统的安全性,促使后量子密码学(PQC)的采纳。虽然PQC在理论上已被分析,但其在实际无线通信环境中的性能仍未得到充分探索。本文present了在用户设备(UE)到UE通信的5G网络中实现并评估了经NIST选定的PQC算法的详细技术细节和性能结果。我们使用完整的5G仿真堆栈(Open5GS和UERANSIM)和通过BoringSSL和liboqs实现的PQC-enabled TLS 1.3,在真实的网络条件下检验密钥封装机制和数字签名方案。我们根据握手延迟、CPU和内存使用情况、带宽和重传率,在不同的密码配置和客户端负载下评估性能。我们的发现表明,ML-KEM配合ML-DSA在延迟敏感的应用中具有最佳效率,而SPHINCS+和HQC的组合则造成更高的计算和传输开销,不适用于安全性关键但时间敏感的5G场景。
引用
@article{arxiv.2507.17074,
title = {Analysis of Post-Quantum Cryptography in User Equipment in 5G and Beyond},
author = {Sanzida Hoque and Abdullah Aydeger and Engin Zeydan and Madhusanka Liyanage},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.17074},
year = {2025}
}
备注
Table 5, Figures 7, This paper has been accepted as a regular paper at LCN 2025 and will appear in the conference proceedings. The final version will be published by IEEE and the copyright will belong to IEEE