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Intercambio de Claves Post-Cuántico y Cifrado de Identidad del Suscriptor en 5G Usando ML-KEM (Kyber)

Autores: Khan, Qaiser; Purification, Sourav; Chang, Sang-Yoon

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Intercambio de Claves Post-Cuántico y Cifrado de Identidad del Suscriptor en 5G Usando ML-KEM (Kyber)


Categoría

Gestión y administración

Subcategoría

Gestión de la tecnología y la inovación

Palabras clave

5G
Privacidad del usuario
Ataques cuánticos
Cifrados post-cuánticos
Intercambio de claves
Encriptación

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
5G aborda las preocupaciones de privacidad del usuario en las redes celulares al cifrar un identificador de suscriptor con cifrado basado en curvas elípticas y luego transmitirlo como un texto cifrado conocido como Identificador de Suscriptor Oculto (SUCI). Sin embargo, un adversario equipado con una computadora cuántica puede romper un algoritmo de curva elíptica basado en logaritmos discretos. En consecuencia, la privacidad del usuario en 5G está en riesgo frente a ataques cuánticos. En este documento, estudiamos la incorporación de los cifrados post-cuánticos en el cálculo del SUCI tanto en el equipo del usuario como en la red central, lo que implica el intercambio de claves compartidas y luego el uso de la clave resultante para el cifrado de ID. Experimentamos en diferentes plataformas de hardware para analizar el intercambio de claves PQC y el cifrado utilizando CRYSTALS-Kyber estandarizado por NIST (que ahora se llama ML-KEM después de la selección de estandarización por NIST). Nuestras análisis se centran en el rendimiento y comparan el intercambio de claves y el cifrado basado en Kyber con el actual (pre-cuántico) Diffie-Hellman de curva elíptica (ECDH). Los análisis de rendimiento son críticos porque la red móvil implica dispositivos móviles con recursos limitados y que funcionan con batería. Medimos y analizamos no solo el tiempo y el rendimiento del procesamiento de la CPU, sino también el rendimiento energético y de potencia. Nuestros análisis muestran que Kyber-512 es el más eficiente e incluso tiene un mejor rendimiento (es decir, cálculos más rápidos y menor consumo de energía) que ECDH.

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