MUSI-PQC：一种后量子加密协议，用于构建可靠且值得信赖的6G-IoT音乐系统

《IEEE Internet of Things Journal》：MUSI-PQC: A Post-Quantum Cryptographic Protocol for Reliable and Trustworthy 6G-IoT Music Systems

6G-IoT音乐系统中量子计算机威胁传统加密安全，MUSI-PQC协议基于二元环学习问题优化数据流处理，实现45%加密时间减少和低于0.8ms的音频处理延迟，同时满足99.7%星座分析准确率与127字节私钥需求，有效抵御量子计算和侧信道攻击。

　　

摘要：

在6G物联网（IoT）音乐生态系统中，量子计算机的发展对隐私和安全带来了新的威胁，因为传统的加密防御措施无法保护敏感的音乐信息。本文提出了一种名为MUSI-post-quantum cryptography（PQC）的新型后量子加密协议，专为6G-IoT音乐系统的可靠性和安全性设计。MUSI-PQC基于带误差的二进制环学习问题，通过多项式超标量加速和快速随机数生成技术优化音乐数据流的处理过程，从而确保在6G网络中实现安全的音乐传输。该协议在分布式边缘节点上实现了更高效的资源利用，同时保持了高安全标准和可信度指标，在140位量子安全级别下，与现有方法相比，加密时间减少了45%。实验结果表明，在模拟的8位6G-IoT音乐系统中，MUSI-PQC的音频处理延迟低于0.8毫秒（采样率为192kHz），星座分析中的符号恢复准确率达到99.7%，私钥需求仅限于127字节，这些改进对于6G-IoT音乐系统的可靠运行至关重要。安全评估证实了MUSI-PQC在保护音乐内容方面的有效性，因为它能够抵御晶格攻击以及其他侧信道漏洞（如定时攻击、功耗攻击和故障注入攻击）。

引言

边缘计算的发展改变了物联网（IoT）设备处理和保护音乐行业数据的方式[1]、[2]。6G-IoT网络的发展要求极高的可靠性和可信度，从而改变了音乐内容的制作、分发和销售方式。从智能乐器到数字音频工作站，6G-IoT音乐系统产生了大量敏感数据，包括用户交互模式、表演记录和专有作品[3]、[4]、[5]。传统的以云为中心的安全方法要求这些设备将加密数据发送到中央服务器进行处理，但这会导致延迟问题和带宽限制，影响实时音乐应用的体验[6]。将6G-IoT技术应用于音乐领域后，系统需要具备时间敏感性的可靠性，并符合欧盟人工智能法案的要求，以保护艺术家权益并维护文化遗产。尽管5G提升了移动宽带性能，但6G-IoT音乐网络仍需要极低的延迟和高达99.999%的可用性，以满足关键音乐应用的需求。边缘计算通过在数据源附近进行处理来解决这些限制，但当敏感音乐数据分布在多个边缘节点上时，也会带来额外的安全风险[7]、[8]。随着量子计算机对传统加密保护的威胁日益加剧，保护知识产权和维护艺术家隐私[9]变得尤为重要，因此需要在边缘层面保护6G-IoT音乐系统。