論文の概要: Distributed Information-theoretical Secure Protocols for Quantum Key
Distribution Networks against Malicious Nodes
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.07688v5
- Date: Thu, 1 Feb 2024 07:47:36 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-02 20:02:06.708246
- Title: Distributed Information-theoretical Secure Protocols for Quantum Key
Distribution Networks against Malicious Nodes
- Title(参考訳): 悪意ノードに対する量子鍵配信ネットワークのための分散情報理論セキュアプロトコル
- Authors: Yi Luo, Qiong Li, Hao-Kun Mao
- Abstract要約: 量子鍵分布(QKD)ネットワークは,大規模ネットワーク上でのITS通信を可能にすることが期待されている。
QKDネットワークに関する現在の研究は、主に盗聴などの悪意あるノードによって実行される受動的攻撃に対処している。
本稿では,QKDネットワークにおける悪意あるノードの協調による攻撃に,分散システムに触発された新たなパラダイムを提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 15.200383830307915
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum key distribution (QKD) networks are expected to enable
information-theoretical secure (ITS) communication over a large-scale network.
Most researches on relay-based QKD network assume that all relays or nodes are
completely trustworthy. However, the malicious behavior of any single node can
undermine security of QKD networks. Current research on QKD networks primarily
addresses passive attacks conducted by malicious nodes such as eavesdropping.
We suggest a novel paradigm, inspired by distributed systems, to address the
active attack by collaborate malicious nodes in QKD networks. Firstly,
regarding security, we introduce the ITS distributed authentication scheme,
which additionally offers two crucial security properties to QKD networks:
identity unforgeability and non-repudiation. Secondly, concerning correctness,
our ITS fault-tolerant consensus method, ensures ITS and global consistency
with fixed classical broadcast rounds, contrasting with the exponentially
message-intensive Byzantine agreement method. Through our simulation, we have
shown that our scheme exhibits a significantly lower growth trend in
authentication key consumption compared to the original end-to-end pre-shared
keys scheme.
- Abstract(参考訳): 量子鍵分布(QKD)ネットワークは,大規模ネットワーク上でのITS通信を可能にすることが期待されている。
リレーベースのQKDネットワークに関するほとんどの研究は、すべてのリレーやノードが完全に信頼できると仮定している。
しかし、単一ノードの悪意ある振る舞いは、QKDネットワークのセキュリティを損なう可能性がある。
QKDネットワークに関する現在の研究は、主に盗聴などの悪意あるノードによって実行される受動的攻撃に対処している。
本稿では,QKDネットワークにおける悪意あるノードの協調による攻撃に,分散システムに触発された新たなパラダイムを提案する。
まず、セキュリティに関して、QKDネットワークに2つの重要なセキュリティ特性を提供する分散認証方式であるITSを導入する。
第2に,我々のITSフォールトトレラントコンセンサス法は,メッセージ集約型ビザンチン合意法とは対照的に,ITSとグローバルの整合性を確保する。
シミュレーションにより,本手法は,従来のエンドツーエンド鍵方式に比べて,認証鍵消費の伸び傾向が著しく低いことを示した。
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