本文针对5G网络向抗量子安全过渡的需求,在分解式5G架构下,对嵌入式用户设备(UE)上的后量子密码(PQC)集成到TLS握手过程进行了能量感知的系统级评估。作者使用树莓派5模拟嵌入式处理平台,结合直接设备功耗测量,评估了NIST标准化的经典/后量子签名与密钥封装机制(KEM)组合在TLS握手过程中的性能。实验结果表明:延迟与能耗高度耦合,执行时间是能耗的主要决定因素;哈希签名方案(如SPHINCS+)的延迟和能耗分别是格基方案(如CRYSTALS-Dilithium)的4倍和2倍,而KEM的影响相对较小。进一步分析发现,系统整体性能主要受密码计算和并发竞争限制,而非网络传输。研究结论为5G移动环境下PQC的部署提供了实用指导,指出格基签名在安全性、效率和可扩展性之间取得了更优的平衡。 该工作适合5G安全架构师、密码实现工程师以及关注后量子密码在实际系统中能耗表现的科研人员阅读。
💡 推荐理由: 后量子密码在资源受限的物联网设备上的能耗和性能是5G安全落地的关键瓶颈,本文首次提供了基于实际硬件测量的系统性参考数据,有助于指导算法选型和系统优化。
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