論文の概要: Unclonability and Quantum Cryptanalysis: From Foundations to
Applications
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.17545v1
- Date: Mon, 31 Oct 2022 17:57:09 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-11-01 20:07:04.085521
- Title: Unclonability and Quantum Cryptanalysis: From Foundations to
Applications
- Title（参考訳）: 不規則性と量子クリプトアナリシス:基礎から応用まで
- Authors: Mina Doosti
- Abstract要約: 不規則性(Unclonability)は、量子理論の基本概念であり、量子情報の主要な非古典的性質の1つである。
我々は、量子世界、すなわち量子物理学的不閉性(quantum physical unclonability)という新しい非閉性の概念を導入する。
本稿では、暗号資源として、この新しいタイプの無拘束性(unclonability)のいくつかの応用について論じ、確実に安全な量子プロトコルを設計する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The impossibility of creating perfect identical copies of unknown quantum
systems is a fundamental concept in quantum theory and one of the main
non-classical properties of quantum information. This limitation imposed by
quantum mechanics, famously known as the no-cloning theorem, has played a
central role in quantum cryptography as a key component in the security of
quantum protocols. In this thesis, we look at Unclonability in a broader
context in physics and computer science and more specifically through the lens
of cryptography, learnability and hardware assumptions. We introduce new
notions of unclonability in the quantum world, namely quantum physical
unclonability, and study the relationship with cryptographic properties and
assumptions such as unforgeability, and quantum pseudorandomness. The purpose
of this study is to bring new insights into the field of quantum cryptanalysis
and into the notion of unclonability itself. We also discuss several
applications of this new type of unclonability as a cryptographic resource for
designing provably secure quantum protocols. Furthermore, we present a new
practical cryptanalysis technique concerning the problem of approximate cloning
of quantum states. We design a quantum machine learning-based cryptanalysis
algorithm to demonstrate the power of quantum learning tools as both attack
strategies and powerful tools for the practical study of quantum unclonability.
- Abstract（参考訳）: 未知の量子系の完全な同一コピーを作成することの不可能性は、量子理論の基本概念であり、量子情報の主要な非古典的性質の1つである。
量子力学によって課せられるこの制限は、非閉化定理として知られているが、量子プロトコルのセキュリティにおける鍵となる要素として量子暗号において中心的な役割を果たしている。
この論文では、物理学と計算機科学の幅広い文脈において、より具体的には暗号、学習可能性、ハードウェアの仮定のレンズを通して、unclonabilityを考察する。
量子世界において、新しいアンクローナビリティ概念、すなわち量子物理アンクローナビリティを導入し、暗号特性とアンクローナビリティや量子疑似ランダムネスなどの仮定との関係について研究する。
本研究の目的は、量子暗号解析の分野への新たな洞察を、不規則の概念自体に持ち込むことである。
また,この新タイプのunclonabilityを,セキュアな量子プロトコルの設計のための暗号リソースとして利用することについても検討した。
さらに、量子状態の近似クローニング問題に関する新しい実用的な暗号解析手法を提案する。
我々は、量子機械学習に基づく暗号解析アルゴリズムを設計し、量子学習ツールの能力を攻撃戦略と強力なツールの両方として示す。
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