論文の概要: Analysis of Multiple Overlapping Paths algorithms for Secure Key Exchange in Large-Scale Quantum Networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.03174v1
• Date: Fri, 6 May 2022 12:40:52 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-14 03:35:31.393771
• Title: Analysis of Multiple Overlapping Paths algorithms for Secure Key Exchange in Large-Scale Quantum Networks
• Title（参考訳）: 大規模量子ネットワークにおけるセキュア鍵交換のための多重重畳経路アルゴリズムの解析
• Authors: Mateusz St\k{e}pniak, Jakub Mielczarek
• Abstract要約: 現在の量子ネットワークの実装には、信頼できるノードが必然的に備わっている。 いくつかの新しい認証と鍵交換方式は、リンクの無条件のセキュリティから完全に恩恵を受ける必要がある。 そのようなアプローチの1つは、鍵交換にMNOP(Multiple Non-Overlapping Paths)を使用して、信頼できるノードに対する攻撃のリスクを軽減する。
• 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: Quantum networks open the way to an unprecedented level of communication security. However, due to physical limitations on the distances of quantum links, current implementations of quantum networks are unavoidably equipped with trusted nodes. As a consequence, the quantum key distribution can be performed only on the links. Due to this, some new authentication and key exchange schemes must be considered to fully benefit from the unconditional security of links. One such approach uses Multiple Non-Overlapping Paths (MNOPs) for key exchange to mitigate the risk of an attack on a trusted node. The scope of the article is to perform a security analysis of this scheme for the case of both uncorrelated attacks and correlated attacks with finite resources. Furthermore, our analysis is extended to the case of Multiple Overlapping Paths (MOPs). We prove that introducing overlapping paths allows one to increase the security of the protocol, compared to the non-overlapping case with the same number of additional links added. This result may find application in optimising architectures of large-scale (hybrid) quantum networks.
• Abstract（参考訳）: 量子ネットワークは前例のないレベルの通信セキュリティへの道を開く。 しかし、量子リンクの距離が物理的に制限されているため、量子ネットワークの現在の実装には信頼できるノードが組み込まれている。 その結果、量子鍵分布はリンク上でのみ実行される。 このため、いくつかの新しい認証と鍵交換方式は、リンクの無条件セキュリティから完全に恩恵を受ける必要がある。 そのようなアプローチの1つは、鍵交換にMNOP(Multiple Non-Overlapping Path)を使用して、信頼できるノードに対する攻撃のリスクを軽減する。 この記事の範囲は、非相関攻撃と相関攻撃の両方を有限資源で行う場合に、この方式のセキュリティ解析を行うことである。 さらに,多重重複経路 (multiple overlapping paths, mops) の場合に解析を拡張した。 重なり合うパスを導入することで、同じ数の追加リンクが付加される重複しないケースと比較して、プロトコルのセキュリティが向上することを示す。 この結果は、大規模(ハイブリッド)量子ネットワークのアーキテクチャの最適化に応用できるかもしれない。

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