Post-Quantum Cryptography (PQC) creates payloads that strain the timing and energy budgets of Personal Area Networks. In post-quantum key exchange (PQKE), this causes severe fragmentation, prolonged radio activity, and high transmission overhead on low-power devices. Prior work optimizes cryptographic computation but largely ignores communication cost. This paper separates computation and communication costs using Bluetooth Low Energy as a representative platform and validates them on real hardware. Results show communication often dominates PQKE energy, exceeding cryptographic cost. Efficient quantum-resilient pairing therefore requires coordinated protocol configuration and lower-layer optimization. This work provides developers a practical way to reason about PQC energy trade-offs and informs the evolution of PAN standards toward quantum-safe operation.


翻译:后量子密码学(PQC)产生的数据负载对个人区域网络的时序与能耗预算造成显著压力。在后量子密钥交换(PQKE)过程中,这会导致低功耗设备面临严重的数据包分片、无线通信时长增加及高传输开销等问题。现有研究主要优化密码计算过程,却普遍忽视了通信成本。本文以低功耗蓝牙为代表性平台,将计算与通信成本进行分离量化,并在真实硬件平台上进行了验证。实验结果表明,在PQKE能耗中通信开销常占主导地位,甚至可能超过密码计算成本。因此,实现高效的量子安全配对需要协调协议配置与底层优化。本研究为开发者提供了评估PQC能耗权衡的实践方法,并为个人区域网络标准向量子安全方向的演进提供了参考依据。

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