論文の概要: Sending or not sending twin-field quantum key distribution with distinguishable decoy states

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2101.11283v2
• Date: Sun, 7 Feb 2021 05:33:42 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-13 20:21:13.643549
• Title: Sending or not sending twin-field quantum key distribution with distinguishable decoy states
• Title（参考訳）: 区別可能なデコイ状態を持つ2フィールド量子鍵分布の送信の有無
• Authors: Yi-Fei Lu, Mu-Sheng Jiang, Yang Wang, Xiao-Xu Zhang, Fan Liu, Chun Zhou, Hong-Wei Li, Wan-Su Bao
• Abstract要約: TF-QKDの位相後補償で要求される試験によって異なる強度状態の外部変調が周波数領域の側チャネルを示す。 本稿では、TF-QKDプロトコルの送信や非送信において、受動周波数シフト攻撃と呼ばれる完全かつ未検出な盗聴攻撃を提案する。 本研究は,TF-QKDの実践的実装において,情報源における実用的セキュリティの重要性を強調した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.66830089114367
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Twin-field quantum key distribution (TF-QKD) and its variants can overcome the fundamental rate-distance limit of QKD which has been demonstrated in the laboratory and field while their physical implementations with side channels remains to be further researched. We find the external modulation of different intensity states through the test, required in those TF-QKD with post-phase compensation, shows a side channel in frequency domain. Based on this, we propose a complete and undetected eavesdropping attack, named passive frequency shift attack, on sending or not-sending (SNS) TF-QKD protocol given any difference between signal and decoy states in frequency domain which can be extended to other imperfections with distinguishable decoy states. We analyze this attack by giving the formula of upper bound of real secure key rate and comparing it with lower bound of secret key rate under Alice and Bob's estimation with the consideration of actively odd-parity pairing (AOPP) method and finite key effects. The simulation results show that Eve can get full information about the secret key bits without being detected at long distance. Our results emphasize the importance of practical security at source and might provide a valuable reference for the practical implementation of TF-QKD.
• Abstract（参考訳）: ツインフィールド量子鍵分布(TF-QKD)とその変種は、実験室やフィールドで実証されたQKDの基本的な速度-距離制限を克服することができるが、それらのサイドチャネルによる物理実装は研究が続けられている。 TF-QKDの位相後補償で要求される試験によって異なる強度状態の外部変調が周波数領域の側チャネルを示す。 そこで本研究では,周波数領域における信号状態とデコイ状態の差異が与えられ,識別可能なデコイ状態を持つ他の不完全状態にも拡張可能なtf-qkdプロトコルの送信/停止(sns)時に,パッシブ周波数シフト攻撃と呼ばれる完全かつ未検出の盗聴攻撃を提案する。 本稿では,Alice と Bob の推定値の下での秘密鍵レートの上限値と,AOPP 法と有限鍵効果を考慮した秘密鍵レートの上限値とを比較して,この攻撃を解析する。 シミュレーションの結果,Eveは長距離で検出されることなく秘密鍵ビットの完全な情報を得ることができることがわかった。 本研究は,TF-QKDの実践的実装において,情報源における実用的セキュリティの重要性を強調した。

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