論文の概要: Grover on SIMON

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2004.10686v2
• Date: Wed, 16 Sep 2020 14:20:11 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-22 10:57:59.622898
• Title: Grover on SIMON
• Title（参考訳）: SIMONのグラバー
• Authors: Ravi Anand, Arpita Maitra, Sourav Mukhopadhyay
• Abstract要約: SIMONのすべての変種についてGroverの探索アルゴリズムを提案する。 量子資源を列挙し、NOT, CNOT, Toffoli ゲートでこのような攻撃を行う。 我々は、IBMQ量子シミュレータと14量子ビットプロセッサでSIMONの縮小版を実行する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.1470070927586016
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: For any symmetric key cryptosystem with $n$-bit secret key, the key can be recovered in $O(2^{n/2})$ exploiting Grover search algorithm, resulting in the effective key length to be half. In this direction, subsequent work has been done on AES and some other block ciphers. On the other hand, lightweight ciphers like SIMON was left unexplored. In this backdrop, we present Grover's search algorithm on all the variants of SIMON and enumerate the quantum resources to implement such attack in terms of NOT, CNOT and Toffoli gates. We also provide the T-depth of the circuits and the number of qubits required for the attack. We show that the number of qubits required for implementing Grover on SIMON $2n/mn$ is $O(2nr+mn)$, where $r$ is the number of chosen plaintext-cipher text pairs. We run a reduced version of SIMON in IBMQ quantum simulator and the 14-qubits processor as well. We found that where simulation supports theory, the actual implementation is far from the reality due to the infidelity of the gates and short decoherence time of the qubits. The complete codes for all version of SIMON have also been presented.
• Abstract（参考訳）: 秘密鍵が$n$-bitの任意の対称鍵暗号系の場合、鍵は$O(2^{n/2})$ exploiting Grover search algorithm で回収でき、有効鍵長は半分になる。 この方向では、AESや他のブロック暗号に関するその後の研究が行われている。 一方、SIMONのような軽量暗号は未探索のままであった。 この背景において、Groverの探索アルゴリズムをSIMONのすべての変種について提示し、量子資源を列挙して、NOT、CNOT、Toffoliゲートといった攻撃を実装する。 また、回路のT深さと攻撃に必要な量子ビット数も提供する。 SIMONでGroverを実装するのに必要なキュービット数は$O(2nr+mn)$であり、$r$は選択された平文暗号テキストペアの数である。 我々は、IBMQ量子シミュレータと14量子ビットプロセッサでSIMONの縮小版を実行する。 シミュレーションが理論を支持する場合、ゲートの不確かさとキュービットの短いデコヒーレンス時間のため、実際の実装は現実とは程遠いことが判明した。 SIMONの全バージョンのための完全なコードも提示されている。

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