Квантові обчислення обіцяють нові досягнення паралелізму поза можливостями класичних комп'ютерів. Такі досягнення походять головним чином з двох характеристик квантової фізики: суперпозиції та заплутування.
Кубіти демонструють суперпозицію різних станів, які представляють недетермінізм фізики елементарних частинок. Тільки коли ми безпосередньо спостерігаємо за ними, буде спостерігати конкретний стан. Кубіти представлені як суперпозиції різних станів, які можна спостерігати, де кожен стан характеризується амплітудою. Амплітуди – це складна кількість форми з . Квадрат модуля амплітуди стану являє собою фактичну ймовірність спостереження стану. Це вводить обмеження в амплітудах, оскільки ймовірність спостереження за кожним станом становить від 0 до 1, але сума всіх потенційних ймовірностей повинна бути точно рівною 1.
Заплутування є ключовою особливістю квантової механіки. Він в першу чергу стосується квантової криптографії, зокрема квантового розподілу ключів (QKD), але безпосередньо не впливає на криптографію після кванту (PQC).
На алгоритмах Quantum-стійких алгоритмів проводили широку дослідницьку діяльність. Хоча загальної згоди щодо термінології не існує, вона зазвичай відома як криптографія після кванту (PQC). PQC включає різні алгоритми, засновані на математичних задачах, які також є експоненціальними у складності з ключовим розміром. Основна характеристика PQC полягає в тому, що квантові комп'ютери, як відомо, мають переваги перед класичними комп'ютерами у вирішенні таких проблем.
Окрім підвищення конфіденційності, PQC також покращує криптовалютність, оскільки він збільшує кількість корисних криптографічних систем і, таким чином, можливості перейти на іншу систему, якщо підозрюється, що поточний є вразливим. У контексті криптовалютності системи розподілу квантового ключа (QKD) також привернули значну увагу. QKD дозволяє розподілити квантово-захисник симетричних клавіш з використанням двох каналів: один квантовий канал (як правило, фізичне середовище, яке використовує квантову природу частинок, зазвичай фотонів) і безпечний класичний (або після квант) аутентифікований канал. Деякі протоколи дозволяють відновити ключ, що надсилається через квантовий канал, використовуючи додаткову інформацію, що передається через класичний канал. У [1] PQC та QKD оцінюються як частина їх підходу, що зберігає конфіденційність.
У цій роботі ми пропонуємо рамку для характеристики поведінки пристроїв IoT з використанням нових алгоритмів криптографії після квантуми (PQC). Ми зосереджуємось на перевірці правильної роботи вибраного набору алгоритмів PQC для генерації ключів, цифрових підписів та інших фундаментальних завдань, особливо з точки зору їх споживання енергії. Крім того, використовуючи останні реалізації PQC, ми імітуємо експлуатацію програми сертифікації (CA), одного з найпоширеніших інструментів, що використовуються пристроями IoT для безпечних комунікацій.
Наша оцінка розглядає як обчислювальну доцільність, так і енергоефективність, оцінюючи життєздатність нативної інтеграції PQC в середовищі IoT/IIOT. У розділі 3 детально описується експериментальна установка, використовувані пристрої, виконані тести та нашу власну систему вимірювання енергії. Через обсяг даних всі числові результати зберігаються у публічному сховищі даних [2]який також містить тестування рамки для відтворюваності. Підсумкові результати та розуміння обговорюються у розділі 4, а потім висновками у розділі 4.5.