ポスト量子移行の遅延コスト

ライブエクスプローラー · プレプリント (arXiv:2610.09029) · 研究論文のためのリファレンス実装、証明、ケーススタディ、統計。

古典的なハッキングリスクと harvest-now-decrypt-later（HNDL）量子リスクを、単一の単位——遅延1年あたりの損失米ドル額——で表現することで、単一の順序付きリストが 「この古典的な所見を先に解消すべきか、それともあの資産の暗号を先に移行すべきか？」 という問いに答えられるようにする。

ステータス: 研究用プロトタイプ。 ケーススタディの入力はすべて公開ドキュメントから導出された仮定である。組織からデータの提供は受けておらず、本手法は実際のインシデントや移行に対して検証されていない。注意事項を参照。

これは何か

攻撃者は今日、暗号化されたデータをコピーし、大規模な量子コンピュータが存在するようになった時点でそれを復号できる。それがどれほど重要かは、データを秘密に保たなければならない期間、データを記録できるかどうか、そして通常の攻撃者が先にそれを手に入れたかどうかによって決まる。既存のポスト量子リスクスコアは無次元かつ量子のみを対象としているため、ドルで測られる古典的リスクと比較することができない。

本リポジトリは、各資産について、各脅威からのあと1年待つコストをドルで計算し、同じ損失が二重に計上されないようにそれらを結合する。以下を含む:

モデル、量子コンピュータの到来時期の法則、不確実性の伝播、感度分析、スケジューリングチェックを備えた小さな Python ライブラリ（costofdelay/）;
モデルの性質の証明。それぞれが自動テストで裏付けられている;
4つの公開ケーススタディ（国民ID、銀行、医療記録、デモショップ）。すべての入力値について記述された根拠付き;
ブラウザで動作し、すべての入力を説明するインタラクティブエクスプローラー（app/）。

概要


アイデア	古典項 = 年換算損失 $\lambda V$。量子項 = $r,h\int_0^L f_Q(t),e^{-(\lambda+\rho)t},dt$、すなわち移行を先延ばしにすることで不可逆な損失を確定させる割合。いずれも USD/年。競合リスク係数により同じ損失が二重に計上されるのを防ぐ。
証明済み	単位、二重計上なし、境界、比較静学、閉形式の優越閾値、非分離性、および Smith のルールの下での順序付けの最適性（`methodology/FORMAL_METHOD.md`）。
検証済み	256 の自動テスト。モンテカルロ法と求積法による相互検証。577 の値に一致する第2の（JavaScript）実装。
評価対象	MOSIP（国民ID）、Apache Fineract（銀行）、OpenMRS（医療記録）、Online Boutique（デモショップ、手順テストのみ）。
主要な結果	量子項は規模と少数の特定資産を決定的に変えるが、リスト全体の順序は4システムのうち3つで入力ノイズよりも動かさない。量子到来時期は不確実性のわずか 3〜17% しか説明せず、損失とターンオーバーが 73〜91% を説明する（`methodology/STATISTICS.md`）。

すべてを再現する

Python ≥ 3.10 が必要。Node ≥ 18 は任意（エクスプローラーの数学に対するチェックを実行する）。

git clone https://github.com/AnimeshShaw/pqc-cost-of-delay && cd pqc-cost-of-delay
python -m venv .venv && source .venv/bin/activate        # Windows: .venv\Scripts\activate
pip install -r requirements.txt
python scripts/reproduce.py

reproduce.py は次の順に実行します：テストスイート → 数値検証 → 統計分析（results/）→ 図（paper/figures/、存在しない場合は作成）→ パラメータ表 → エクスプローラーのデータとその言語間チェック。所要時間は約2〜4分で、決定的です（すべてのランダム手続きには固定シードがあります）。実行後、git diff --stat results/ は変更なしを示すか、NumPy/SciPy のバージョンが異なる場合は最後に出力される桁のみの差異を示すはずです。テスト済みの正確なバージョンは requirements-lock.txt に記載されています。

対話的に探索するには、ライブエクスプローラーを使用するか、ローカルで app/index.html を開いてください。サーバーは不要で、ページのコードはネットワークリクエストを行わず、入力内容をどこにも送信しません（ホストである GitHub は通常のページ訪問を記録します）。

独自のレジスタをスコアリングするには：

python -m costofdelay.register path/to/asset_register.csv

CSV 形式は methodology/PARAMETERS.md に記載されており、case_studies/ に例示されています。

リポジトリ構成

パス	内容
`costofdelay/`	Python パッケージ: CRQC 到達則、資産モデル、スコアリング、公開されている QARS スコアとの比較器、不確実性と統計、スケジューリング。スコアリングの中核は標準ライブラリのみを使用。
`tests/`	単体テスト、各命題のプロパティテスト、反証ベースライン
`methodology/`	証明、パラメータ定義とアンカー、統計分析
`case_studies/`	4 つの資産台帳 (CSV)、システムごとに 1 つ
`scripts/`	再現、結果、図表
`results/`	生成された数値 (JSON、CSV、Markdown)
`app/`	インタラクティブなエクスプローラー (HTML/JavaScript)、Python との一致を検証するテスト付き

注意事項

入力は測定値ではなく仮定値である。 すべての資産価値は公開ドキュメント (IBM 2025 年の侵害コスト、Ponemon/IBM 2018、FATF 勧告 11、保持規則、システム設計文書) から導出され、LLM の支援を受けて作成された。2 人のアナリストが異なる結論に至る可能性がある。不確実性分析では、すべての入力を明示された範囲内で再抽出し、どの結論が生き残るかを報告する。
最も弱い入力は年間売上高と記録対象割合である。 これらのシステムについて、これらを提供する公開情報源は存在しない。
到達則は 2 つの公開データ点の補間である (Global Risk Institute 2025: 10 年以内に 28–49%、15 年以内に 51–70%)。また、長寿命資産の大半が位置する 15 年を超える範囲では外挿である。
機密性のみを対象とする。 完全性と可用性は対象外である。
古典的開示と量子的開示は独立であると仮定し、古典的ハザードは一定とする。
Online Boutique はモックシステムである。これは手順を検証するものであり、実データではない。
最適性はモデル内部のものである。 遅延コストによるランキングは、モデル自身の損失定義の下で 累積損失を最小化するものであり、実在の組織に関する証拠ではない。
先行研究は近い。 資産ごとの量子スコアリング、保護クラスと露出のゲート、ランキングは本作業より前に発表されている (Grigaliūnas & Brūzgienė 2025 および 2026、US 12,519,809)。本研究の貢献は、競合リスクを結合した共通通貨単位、その証明、およびその評価である。

今後の研究

実在の台帳について実務者からパラメータを引き出し、評価者間一致度を測定する。
単一の記録対象割合を、敵対者ごとの露出に置き換える (広域観測者はインターネットトラフィックを見るが、内部者は東西トラフィックを見る)。
売上高と記録対象割合をデータ (暗号資産目録、トラフィック目録) から推定する。
独立性と一定の古典的ハザードの仮定を緩和し、相関する敵対者モデルを追加する。
利用可能なインシデントデータや移行工数データに対して結果を検証する。
完全性と可用性へ拡張する。

協力

貴組織が実在の台帳で本手法を試したい場合、あるいはコードや論文を出発点として利用したい場合は、お気軽にご連絡ください: [email protected]。貢献については CONTRIBUTING.md に記載されています。

AI の使用

大規模言語モデル (Anthropic の Claude、Claude Code 経由) が、著者の指示の下で、コード、テスト、図、ケーススタディの台帳、文章の作成、および文献調査に大幅に使用された。これは著者ではない。内容については著者が責任を負う。DOI または arXiv 識別子を持つすべての参考文献はスクリプトによってレジストリと照合された。数学は証明 および 独立したテストによってカバーされている。途中で生じた誤り (例えば 2 つの誤った DOI と過大な資産価値) はこれらのチェックによって発見され、修正された。

ライセンスと引用

Apache License 2.0 (LICENSE)。引用は CITATION.cff を参照。推奨引用はプレプリント arXiv:2610.09029。アーカイブ済みリリース: doi:10.5281/zenodo.23133467 (全バージョン)。

pqc-cost-of-delay

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