論文の概要: Multiphoton and side-channel attacks in mistrustful quantum cryptography
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.06970v3
- Date: Wed, 8 Sep 2021 00:32:51 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-08 10:44:30.510829
- Title: Multiphoton and side-channel attacks in mistrustful quantum cryptography
- Title（参考訳）: 不信性量子暗号におけるマルチフォトンおよびサイドチャネル攻撃
- Authors: Mathieu Bozzio, Adrien Cavaill\`es, Eleni Diamanti, Adrian Kent, and
Dami\'an Pital\'ua-Garc\'ia
- Abstract要約: 現在、実用的な量子実装はフォトニックセットアップを使用している。
多くの実装において、アリスは量子状態を符号化する光子パルスを送り、ボブはこれらの状態の測定を選択する。
実際には、ボブは1つの光子しきい値検出器を使い、検出されたパルス中の光子の数を区別できない。
我々は、そのような多光子攻撃を解析するための理論的枠組みを提供し、既知の新しい攻撃を提示する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Mistrustful cryptography includes important tasks like bit commitment,
oblivious transfer, coin flipping, secure computations, position
authentication, digital signatures and secure unforgeable tokens. Practical
quantum implementations presently use photonic setups. In many such
implementations, Alice sends photon pulses encoding quantum states and Bob
chooses measurements on these states. In practice, Bob generally uses single
photon threshold detectors, which cannot distinguish the number of photons in
detected pulses. Also, losses and other imperfections require Bob to report the
detected pulses. Thus, malicious Alice can send and track multiphoton pulses
and thereby gain information about Bob's measurement choices, violating the
protocols' security. Here, we provide a theoretical framework for analysing
such multiphoton attacks, and present known and new attacks. We illustrate the
power of these attacks with an experiment, and study their application to
earlier experimental demonstrations of mistrustful quantum cryptography. We
analyse countermeasures based on selective reporting and prove them inadequate.
We also discuss side-channel attacks where Alice controls further degrees of
freedom or sends other physical systems.
- Abstract（参考訳）: ミストラスト暗号には、ビットコミットメント、暗黙の転送、コインフリップ、セキュアな計算、位置認証、デジタルシグネチャ、セキュアな偽造トークンといった重要なタスクが含まれている。
実用的な量子実装は現在、フォトニックセットアップを使用している。
多くの実装において、アリスは量子状態を符号化する光子パルスを送り、ボブはこれらの状態の測定を選択する。
実際には、ボブは一般に単一光子閾値検出器を使用しており、検出されたパルスの光子数を区別できない。
また、損失やその他の欠陥により、ボブは検出されたパルスを報告しなければならない。
これにより、悪意のあるアリスは多光子パルスを送受信し、その結果、ボブの計測選択に関する情報を得ることができ、プロトコルのセキュリティに違反する。
本稿では、このような多光子攻撃を解析するための理論的枠組みと、既知の新しい攻撃を提示する。
我々は,これらの攻撃のパワーを実験で説明し,その応用を,信頼性の低い量子暗号の初期の実験実験に応用する。
我々は,選択的報告に基づく対策を分析し,不適切であることを証明する。
また、aliceがさらなる自由度を制御したり、他の物理システムを送信するサイドチャネル攻撃についても論じる。
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