論文の概要: On the Connection Between Quantum Pseudorandomness and Quantum Hardware Assumptions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.11724v2
• Date: Wed, 30 Mar 2022 17:01:37 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-10 19:32:49.440716
• Title: On the Connection Between Quantum Pseudorandomness and Quantum Hardware Assumptions
• Title（参考訳）: 量子擬似ランダム性と量子ハードウェア仮定の関係について
• Authors: Mina Doosti, Niraj Kumar, Elham Kashefi, and Kaushik Chakraborty
• Abstract要約: 本稿では,量子擬似ランダム性と量子ハードウェアの仮定との関係について述べる。 我々は、効率的な擬似ランダム量子状態(PRS)は、普遍的に鍛えられないqPUFの挑戦セットを構築するのに十分であることを示す。 その結果,既存のqPUFベースのクライアントサーバ識別プロトコルの効率性は,セキュリティ要件を損なうことなく向上できることを示した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.4174475093445233
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: This paper, for the first time, addresses the questions related to the connections between the quantum pseudorandomness and quantum hardware assumptions, specifically quantum physical unclonable functions (qPUFs). Our results show that the efficient pseudorandom quantum states (PRS) are sufficient to construct the challenge set for the universally unforgeable qPUF, improving the previous existing constructions that are based on the Haar-random states. We also show that both the qPUFs and the quantum pseudorandom unitaries (PRUs) can be constructed from each other, providing new ways to obtain PRS from the hardware assumptions. Moreover, we provide a sufficient condition (in terms of the diamond norm) that a set of unitaries should have to be a PRU in order to construct a universally unforgeable qPUF, giving yet another novel insight into the properties of the PRUs. Later, as an application of our results, we show that the efficiency of an existing qPUF-based client-server identification protocol can be improved without losing the security requirements of the protocol.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,量子擬似ランダム性と量子ハードウェアの仮定,特に量子物理不閉関数(qPUF)の関連性に関する疑問に,初めて対処する。 この結果から, 効率的な擬似ランダム量子状態 (PRS) は, 普遍的に鍛えられないqPUFの挑戦セットを構築するのに十分であることが示唆された。 また、qPUFsと量子擬似乱数ユニタリ(PRUs)の両方が互いに構成可能であることを示し、ハードウェアの仮定からPSSを得る新しい方法を提供する。 さらに、普遍的に鍛えられない qPUF を構築するためには、ユニタリの集合が PRU でなければならないという(ダイアモンドノルムの観点からは)十分条件を与え、さらに新しい PRU の性質についての洞察を与える。 その後,本研究の応用として,既存のqPUFベースのクライアントサーバ識別プロトコルの効率性を,プロトコルのセキュリティ要件を損なうことなく向上できることを示す。

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