后量子安全通信协议与可摄入医疗设备的超低功耗硬件解决方案
概括
我们开发了一种超低功耗,后量子安全协议,用于可摄入电子产品. 这种解决方案提高了能源效率,并保护敏感的健康数据免受未来量子计算机威胁.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 网络安全 网络安全
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 可摄入电子产品提供非侵入性胃肠道 (GI) 监测,但面临能源和数据隐私挑战.
- 现有的加密方法容易受到量子计算机的攻击,而先前的解决方案往往忽视了低能耗.
研究的目的:
- 为可摄入设备提供超低功耗,后量子安全的硬件解决方案.
- 解决可摄入电子产品中的能源限制和数据隐私问题.
主要方法:
- 在后量子密码学 (PQC) 中,联合轻量密码学 (LWC) 和相互认证的密钥交换 (MAKE).
- 实施了一种工作循环方法,用于深度睡眠模式的定时器.
- 分析了拟议协议的能源消耗和安全性.
主要成果:
- 使用LWC,加密/解密的能源消耗降低了59.12%/61.42%.
- 通过省略昂贵的数字签名算法,关键交换能耗降低了75.82%.
- 通过工作循环实现了每次数据会话至少67.66×的节能,弥补了加密开销.
结论:
- 拟议的超低功耗,后量子安全协议显著提高可摄入设备的能源效率.
- 这种方法可以提供强大的数据隐私来应对量子威胁,同时保持最小的耗电量.
- 工作循环有效地弥补了加密操作的能源成本,使得持续的低功耗运行成为可能.


