論文の概要: Practical security analysis of a continuous-variable quantum random
number generator with a noisy local oscillator
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2007.02769v2
- Date: Fri, 24 Jul 2020 02:40:44 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-11 04:11:01.896060
- Title: Practical security analysis of a continuous-variable quantum random
number generator with a noisy local oscillator
- Title（参考訳）: 雑音局所発振器を用いた連続可変量子乱数発生器の実用的セキュリティ解析
- Authors: Weinan Huang, Yi-Chen Zhang, Ziyong Zheng, Yang Li, Bingjie Xu, Song
Yu
- Abstract要約: 量子乱数生成器(QRNG)は理論上、完全デバイスで予測不可能な乱数を生成することができる。
しかし、実際の実装は常に不完全であり、最終的な出力のランダム性や、盗聴者への抜け穴さえも大きく影響する。
本研究では,条件付きミニエントロピーに基づいて,連続可変QRNGの実用的セキュリティの欠陥を系統的に解析する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.5870859020444135
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: A quantum random-number generator (QRNG) can theoretically generate
unpredictable random numbers with perfect devices and is an ideal and secure
source of random numbers for cryptography. However, the practical
implementations always contain imperfections, which will greatly influence the
randomness of the final output and even open loopholes to eavesdroppers.
Recently, Thewes et al. experimentally demonstrated a continuous-variable
eavesdropping attack, based on heterodyne detection, on a trusted
continuous-variable QRNG in Phys. Rev. A 100, 052318 (2019), yet like in many
other practical continuous-variable QRNG studies, they always supposed the
local oscillator was stable and ignored its fluctuation which might lead to
security threats such as wavelength attack. In this work, based on the theory
of the conditional min-entropy, imperfections of the practical security of
continuous-variable QRNGs are systematically analyzed, especially the local
oscillator fluctuation under imbalanced homodyne detection. Experiments of a
practical QRNG based on vacuum fluctuation are demonstrated to show the
influence of local oscillator fluctuation on the total measurement noise
variances and the practical conditional min-entropy with beam splitters of
different transmittances. Moreover, a local oscillator monitoring method is
proposed for the practical continuous-variable QRNG, which can be used to
calibrate the practical conditional min-entropy.
- Abstract（参考訳）: 量子乱数生成器(qrng)は、理論上、完全な装置で予測不能な乱数を生成でき、暗号のための理想的な乱数源である。
しかし、実際の実装は常に不完全であり、最終的な出力のランダム性や、盗聴者の抜け穴さえも大きく影響する。
最近Thewesらは、Physにおける信頼された連続可変QRNGに対して、ヘテロダイン検出に基づく連続可変盗聴攻撃を実験的に実証した。
A 100,052318 (2019) は、他の多くの実践的な連続可変QRNG研究と同様に、局所発振器は安定しており、波長攻撃のようなセキュリティ上の脅威を引き起こす可能性のある変動を無視していると常に考えていた。
本研究では,条件付きミンエントロピーの理論に基づき,連続可変QRNGの実用的安全性の不完全性,特に不平衡ホモダイン検出時の局所振動子変動を系統的に解析する。
真空揺らぎに基づく実用的なqrng実験を行い, 透過率の異なるビームスプリッタを用いた全測定ノイズ分散と実条件minエントロピーに及ぼす局所振動変動の影響を実証した。
さらに, 実条件minエントロピーの校正に使用できる実用的な連続変数qrngに対して, 局所発振器モニタリング手法を提案する。
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