PQ-CAN：嵌入式系统中后量子密码模拟框架
密码学与安全
2026-01-19 v1
摘要
量子计算机的快速发展威胁到传统密码方案，促使了对后量子密码（PQC）的需求。尽管 NIST 标准化进程加速了此类算法的发展，但其在嵌入式系统等资源受限环境中的应用仍具挑战。依赖控制器局域网（CAN）总线进行通信的汽车系统，由于计算能力有限、流量大且需要实时响应，尤为脆弱。这些限制引发了在汽车环境中实现 PQC 的可行性担忧，因为还必须考虑传统硬件和比特率限制。在本文中，我们引入了 PQ-CAN，一个用于模拟嵌入式系统中 PQC 算法性能与开销的模块化框架。我们将汽车领域作为案例研究，在不同场景下测试多种 PQC 方案。我们的模拟能够调整嵌入式系统计算能力和 CAN 总线比特率限制。我们还通过分析每种算法在密钥封装和数字签名方面的安全级别与开销，提供了关于其中权衡的见解。通过评估这些算法的性能，我们提供了关于其可行性的见解，并识别了后量子时代 PQC 在保障汽车通信安全方面的优势与局限。
引用
@article{arxiv.2504.10730,
title = {PQ-CAN: A Framework for Simulating Post-Quantum Cryptography in Embedded Systems},
author = {Mauro Conti and Francesco Marchiori and Sebastiano Matarazzo and Marco Rubin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.10730},
year = {2026}
}
备注
Accepted at QSNS 2025