Artigo em revista científica
Reinforcement learning-based adaptive quantum-safe cryptography for DN25-compliant smart environments
Darlan Noetzold (Noetzold, D.); Jorge Luis Victória Barbosa (Barbosa, J. L. V.); Juan Francisco de Paz Santana (Santana, J. F. P.); Valderi Leithardt (Leithardt, V. R. Q.);
Título Revista
IEEE Access
Ano (publicação definitiva)
N/A
Língua
Inglês
País
Estados Unidos da América
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(Última verificação: 2026-04-30 13:04)

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Abstract/Resumo
The emergence of quantum computing challenges traditional security mechanisms, particularly in heterogeneous and resource-constrained IoT and smart environments that must satisfy DN25 requirements. This work introduces a reinforcement learning-driven model for the adaptive selection and orchestration of cryptographic algorithms. Acting as an intelligent decision layer, the system observes contextual, network, and operational metrics to recommend or enforce configurations combining classical schemes, post-quantum cryptography, and Quantum Key Distribution when available. The selection problem is formulated as a Markov Decision Process with state and action spaces aligned with protocol control flows and is embedded into a security middleware with negotiation and fallback mechanisms to ensure interoperability and policy compliance without modifying application logic. Experimental results demonstrate that the model dynamically adjusts key lengths, algorithm families, and security policies according to risk and resource conditions, increasing post-quantum cryptography and Quantum Key Distribution usage by up to 33.4% and 23.9% in high-risk scenarios while favoring low-latency classical or hybrid options for less critical traffic. The system achieves success rates above 78% while maintaining stable latency and resource usage during extended operation.
Agradecimentos/Acknowledgements
--
Palavras-chave
Adaptive security,DN25 protocol,Post-quantum cryptography,Quantum key distribution,Reinforcement learning
  • Ciências da Computação e da Informação - Ciências Naturais
  • Outras Engenharias e Tecnologias - Engenharia e Tecnologia
  • Engenharia Eletrotécnica, Eletrónica e Informática - Engenharia e Tecnologia
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Referência de financiamento Entidade Financiadora
UIDB/04466/2025 Fundação para a Ciência e a Tecnologia
UIDP/04466/2025 Fundação para a Ciência e a Tecnologia
LISBOA2030-FEDER-00816400 Fundação para a Ciência e a Tecnologia

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