論文の概要: Security Analysis and Improvement of Source Independent Quantum Random
Number Generators with Imperfect Devices
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2101.04327v1
- Date: Tue, 12 Jan 2021 07:10:23 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-17 00:42:06.271900
- Title: Security Analysis and Improvement of Source Independent Quantum Random
Number Generators with Imperfect Devices
- Title（参考訳）: 不完全なデバイスを用いたソース独立量子乱数発生器のセキュリティ解析と改善
- Authors: Xing Lin, Shuang Wang, Zhen-Qiang Yin, Guan-Jie Fan-Yuan, Rong Wang,
Wei Chen, De-Yong He, Zheng Zhou, Guang-Can Guo, and Zheng-Fu Han
- Abstract要約: 数値乱数生成器(QRNG)は、数値シミュレーションや暗号など、多くのアプリケーションにおいて必須である。
近年、信頼できないソースでセキュアな乱数を生成することができるソース非依存の量子乱数生成器(SI-QRNG)が実現されている。
本稿では,SI-QRNGにおける実用的不完全な測定装置のセキュリティ欠陥を指摘し,評価する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 21.524683492769526
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: A quantum random number generator (QRNG) as a genuine source of randomness is
essential in many applications, such as number simulation and cryptography.
Recently, a source-independent quantum random number generator (SI-QRNG), which
can generate secure random numbers with untrusted sources, has been realized.
However, the measurement loopholes of the trusted but imperfect devices used in
SI-QRNGs have not yet been fully explored, which will cause security problems,
especially in high-speed systems. Here, we point out and evaluate the security
loopholes of practical imperfect measurement devices in SI-QRNGs. We also
provide corresponding countermeasures to prevent these information leakages by
recalculating the conditional minimum entropy and adding a monitor.
Furthermore, by taking into account the finite-size effect,we show that the
influence of the afterpulse can exceed that of the finite-size effect with the
large number of sampled rounds. Our protocol is simple and effective, and it
promotes the security of SI-QRNG in practice as well as the compatibility with
high-speed measurement devices, thus paving the way for constructing ultrafast
and security-certified commercial SI-QRNG systems.
- Abstract（参考訳）: 乱数生成器(QRNG)は、数値シミュレーションや暗号など多くのアプリケーションにおいて、真の乱数発生源として不可欠である。
近年,信頼できない情報源でセキュアな乱数を生成できるsi-qrng(source-independent quantum random number generator)が実現されている。
しかし、SI-QRNGで使用される信頼されているが不完全なデバイスの測定の抜け穴はまだ十分に調べられていないため、特に高速システムではセキュリティ上の問題が発生する。
本稿では,SI-QRNGにおける実用的不完全な測定装置のセキュリティ欠陥を指摘する。
また,条件付き最小エントロピーの再計算とモニタの追加により,これらの情報漏洩を防止するための対応策を提案する。
さらに, 有限サイズ効果を考慮に入れることで, 残差パルスの影響が, 多数のサンプルラウンドを持つ有限サイズ効果よりも大きいことを示す。
プロトコルは単純かつ効果的であり,si-qrngのセキュリティや高速測定装置との互換性が向上し,超高速でセキュリティ認定された商用si-qrngシステムの構築方法が確立されている。
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