論文の概要: Side-channel-free quantum key distribution with practical devices
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.08421v3
- Date: Thu, 19 May 2022 01:27:50 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-12 21:05:57.120187
- Title: Side-channel-free quantum key distribution with practical devices
- Title（参考訳）: 実用デバイスを用いたサイドチャネルフリー量子鍵分布
- Authors: Cong Jiang, Zong-Wen Yu, Xiao-Long Hu and Xiang-Bin Wang
- Abstract要約: 元のSCFQKDプロトコルでは、アリスとボブが完璧な真空パルスを生成できると仮定されている。
強度変調器の有限消滅比のため、実際には完全な真空パルスは不可能である。
我々は、完全真空パルスを出力しない実音源装置で量子鍵分布のサイドチャネルをセキュアにする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9749560288448115
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Based on the idea that there is no side channel in the vacuum state, the
side-channel-free quantum key distribution (SCFQKD) protocol was proposed,
which is immune to all attacks in the source side-channel space and all attacks
in the detectors. In the original SCFQKD protocol, an important assumption is
that Alice and Bob can produce the perfect vacuum pulses. But due to the finite
extinction ratio of the intensity modulators, the perfect vacuum pulse is
impossible in practice. In this paper, we solve this problem and make the
quantum key distribution side-channel secure with real source device which does
not emit perfect vacuum pulses. Our conclusion only depends on the upper bounds
of the intensities of the sources. No other assumptions such as stable sources
and stable side channels are needed. The numerical results show that, comparing
with the results of SCFQKD protocol with perfect vacuum sources, the key rates
and secure distance are only slightly decreased if the upper bound of the
intensity of the imperfect vacuum source is less than $10^{-8}$ which can be
achieved in experiment by two-stage intensity modulator. We also show that the
two-way classical communication can be used to the data post-processing of
SCFQKD protocol to improve the key rate. Specially, the active odd-parity
pairing method can improve the key rates in all distances by about two times
and the secure distance by about 40 km. Give that the side channel security
based on imperfect vacuum, this work makes it possible to realize side channel
secure QKD with real devices.
- Abstract（参考訳）: 真空状態にサイドチャネルがないという考え方に基づいて、ソース側チャネル空間における全ての攻撃と検出器内の全ての攻撃に免疫するサイドチャネルフリー量子鍵分布(SCFQKD)プロトコルが提案された。
元のSCFQKDプロトコルでは、アリスとボブが完璧な真空パルスを生成できると仮定されている。
しかし、強度変調器の有限消滅比のため、実際には完全な真空パルスは不可能である。
本稿では、この問題を解決し、完全真空パルスを出力しない実音源装置で量子鍵分布のサイドチャネルをセキュアにする。
我々の結論は、情報源の強度の上限にのみ依存する。
安定したソースや安定したサイドチャネルなど、他の仮定は必要ない。
その結果、完全真空源を用いたscfqkdプロトコルの結果と比較すると、不完全真空源の強度の上限が10^{-8}$以下であれば、鍵レートと安全な距離はわずかに減少する。
また、SCFQKDプロトコルのデータ後処理に双方向の古典的通信を用いることで、鍵レートを向上できることを示す。
特に、アクティブな奇異パリティペアリング法は、全距離におけるキーレートを約2倍、安全な距離を約40km向上させることができる。
不完全な真空に基づくサイドチャネルセキュリティを提供することで、実際のデバイスでサイドチャネルセキュアなQKDを実現することができる。
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