論文の概要: Quantum Lock: A Provable Quantum Communication Advantage

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.09469v3
• Date: Tue, 2 Aug 2022 16:01:54 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-11 04:08:25.965676
• Title: Quantum Lock: A Provable Quantum Communication Advantage
• Title（参考訳）: 量子ロック: 証明可能な量子通信の利点
• Authors: Kaushik Chakraborty, Mina Doosti, Yao Ma, Chirag Wadhwa, Myrto Arapinis and Elham Kashefi
• Abstract要約: 本稿では,Hybrid lock PUFs(HLPUFs)と呼ばれる,セキュアなPUFの汎用設計を提案する。 HLPUFは古典的なPUFを使用し、出力を非直交量子状態にエンコードして、基盤となるCPUFの結果を敵から隠蔽する。 HLPUFは,量子状態の非古典的特性を活用することにより,サーバがチャレンジ応答ペアを再利用し,さらなるクライアント認証を可能にすることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.9562795446317964
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Physical unclonable functions(PUFs) provide a unique fingerprint to a physical entity by exploiting the inherent physical randomness. Gao et al. discussed the vulnerability of most current-day PUFs to sophisticated machine learning-based attacks. We address this problem by integrating classical PUFs and existing quantum communication technology. Specifically, this paper proposes a generic design of provably secure PUFs, called hybrid locked PUFs(HLPUFs), providing a practical solution for securing classical PUFs. An HLPUF uses a classical PUF(CPUF), and encodes the output into non-orthogonal quantum states to hide the outcomes of the underlying CPUF from any adversary. Here we introduce a quantum lock to protect the HLPUFs from any general adversaries. The indistinguishability property of the non-orthogonal quantum states, together with the quantum lockdown technique prevents the adversary from accessing the outcome of the CPUFs. Moreover, we show that by exploiting non-classical properties of quantum states, the HLPUF allows the server to reuse the challenge-response pairs for further client authentication. This result provides an efficient solution for running PUF-based client authentication for an extended period while maintaining a small-sized challenge-response pairs database on the server side. Later, we support our theoretical contributions by instantiating the HLPUFs design using accessible real-world CPUFs. We use the optimal classical machine-learning attacks to forge both the CPUFs and HLPUFs, and we certify the security gap in our numerical simulation for construction which is ready for implementation.
• Abstract（参考訳）: 物理的非拘束機能(PUF)は、固有の物理的ランダム性を利用して、物理的な実体にユニークな指紋を提供する。 Gao氏らは、マシンラーニングベースの高度な攻撃に対する現在のPUFの脆弱性について論じた。 従来のPUFと既存の量子通信技術を統合することでこの問題に対処する。 具体的には、従来のPUFの安全性を確保するための実用的なソリューションとして、Hybrid lock PUFs(HLPUFs)と呼ばれる、証明可能なセキュアなPUFの汎用設計を提案する。 HLPUFは古典的なPUF(CPUF)を使用し、出力を非直交量子状態に符号化し、基盤となるCPUFの結果を敵から隠蔽する。 ここでは、HLPUFを一般の敵から守るための量子ロックを導入する。 非直交量子状態の識別不可能性は、量子ロックダウン技術とともに、敵がCPUFの結果にアクセスするのを防ぐ。 さらに, 量子状態の非古典的性質を利用することで, hlpufはサーバがさらなるクライアント認証のためにチャレンジ応答ペアを再利用できることを示す。 これにより、PUFベースのクライアント認証を長期にわたって実行し、サーバ側で小規模のチャレンジレスポンスペアデータベースを維持しながら、効率的なソリューションを提供する。 その後、実世界のCPUFを用いてHLPUFの設計をインスタンス化することで、理論的貢献を支援する。 最適な古典的機械学習攻撃を用いてcpufsとhlpufsの両方を鍛造し,実装可能な構築のための数値シミュレーションにおけるセキュリティギャップを検証した。

関連論文リスト

• Demonstration of a CAFQA-bootstrapped Variational Quantum Eigensolver on a Trapped-Ion Quantum Computer [3.1248137848871647]
  ハードウェアとハードウェアの両方で独立したソフトウェア環境をサポートする新しいハードウェア・ソフトウェア・インタフェース・フレームワークを開発した。 このフレームワークは、トラップされたイオン量子コンピュータプラットフォーム以外の様々な学術量子デバイスに適用することができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-08-12T20:30:37Z)
• Existential Unforgeability in Quantum Authentication From Quantum Physical Unclonable Functions Based on Random von Neumann Measurement [45.386403865847235]
  物理的非閉包関数(PUF)は、固有の非閉包不可能な物理的ランダム性を利用して、ユニークな入出力ペアを生成する。 量子PUF(Quantum PUFs)は、量子状態を入出力ペアとして使用することによって、この概念を拡張している。 ランダムなユニタリQPUFは、量子多項式時間に対する実存的非偽造性を達成できないことを示す。 本稿では,QPUFが非単体量子チャネルとして機能する2番目のモデルを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-04-17T12:16:41Z)
• PhenoAuth: A Novel PUF-Phenotype-based Authentication Protocol for IoT Devices [9.608432807038083]
  本研究は,PUF Phenotype の概念に基づく完全耐雑音認証プロトコルを提案する。 デバイス間通信に適した設定で、相互認証とフォワードの秘密性を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-03-06T06:04:32Z)
• Foundations of Quantum Federated Learning Over Classical and Quantum Networks [59.121263013213756]
  量子フェデレーション学習(QFL)は、古典的フェデレーション学習(FL)の利点と量子技術の計算能力を統合する新しいフレームワークである。 QFLは古典的通信網と量子的通信網の両方に展開できる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-10-23T02:56:00Z)
• Quantum Annealing for Single Image Super-Resolution [86.69338893753886]
  単一画像超解像(SISR)問題を解くために,量子コンピューティングに基づくアルゴリズムを提案する。 提案したAQCアルゴリズムは、SISRの精度を維持しつつ、古典的なアナログよりも向上したスピードアップを実現する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-04-18T11:57:15Z)
• Comparison of Quantum PUF models [9.650153007075703]
  物理不能関数(英: physical unclonable function、PUF)は、物理系(例えば半導体、結晶など)のハードウェア構造であり、半導体のユニークな識別や暗号プロセスの鍵の確保に使用される。 本稿では,量子トークンベースの認証シミュレータであるQTOKSimの要件を紹介し,その性能を多要素認証プロトコルで検証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-08-22T21:14:16Z)
• Quantum Proofs of Deletion for Learning with Errors [91.3755431537592]
  完全同型暗号方式として, 完全同型暗号方式を初めて構築する。 我々の主要な技術要素は、量子証明器が古典的検証器に量子状態の形でのLearning with Errors分布からのサンプルが削除されたことを納得させる対話的プロトコルである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-03-03T10:07:32Z)
• Learning Classical Readout Quantum PUFs based on single-qubit gates [9.669942356088377]
  統計的クエリ(SQ)モデルを用いて古典的読み出し量子PUF(CR-QPUF)のクラスを定式化する。 敵がCR-QPUFにSQアクセスした場合、シングルビット回転ゲートに基づくCR-QPUFのセキュリティが不十分であることを示す。 悪意ある者がCR-QPUF特性を学習し、量子デバイスのシグネチャを鍛える方法を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-13T13:29:22Z)
• Quantum Federated Learning with Quantum Data [87.49715898878858]
  量子機械学習(QML)は、量子コンピューティングの発展に頼って、大規模な複雑な機械学習問題を探求する、有望な分野として登場した。 本稿では、量子データ上で動作し、量子回路パラメータの学習を分散的に共有できる初めての完全量子連合学習フレームワークを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-05-30T12:19:27Z)
• Secure Two-Party Quantum Computation Over Classical Channels [63.97763079214294]
  古典的アリス(Alice)と量子的ボブ(Quantum Bob)が古典的なチャネルを通してのみ通信できるような設定を考える。 悪質な量子逆数の場合,ブラックボックスシミュレーションを用いた2次元量子関数を実現することは,一般に不可能であることを示す。 我々は、QMA関係Rの古典的量子知識(PoQK)プロトコルを入力として、古典的当事者によって検証可能なRのゼロ知識PoQKを出力するコンパイラを提供する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-10-15T17:55:31Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。