論文の概要: Making Existing Quantum Position Verification Protocols Secure Against
Arbitrary Transmission Loss
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.12614v1
- Date: Tue, 19 Dec 2023 21:38:10 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-21 17:35:50.073406
- Title: Making Existing Quantum Position Verification Protocols Secure Against
Arbitrary Transmission Loss
- Title（参考訳）: 既存の量子位置検証プロトコルを任意伝送損失に対して安全にする
- Authors: Rene Allerstorfer, Andreas Bluhm, Harry Buhrman, Matthias Christandl,
Lloren\c{c} Escol\`a-Farr\`as, Florian Speelman, Philip Verduyn Lunel
- Abstract要約: 量子位置検証(QPV)プロトコルでは、比較的小さな損失率でさえセキュリティを損なう可能性がある。
我々は、QPVプロトコルの通常の構造を変更し、この修正によって、検証者間の通信損失がセキュリティに無関係であることを証明した。
本稿では,必要な光子の存在検出の実装の可能性を示し,QPVにおけるすべての主要な実用的課題を解決するプロトコルであるc-$mathrmQPV_mathrmBB84fを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.889974344676093
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Signal loss poses a significant threat to the security of quantum
cryptography when the chosen protocol lacks loss-tolerance. In quantum position
verification (QPV) protocols, even relatively small loss rates can compromise
security. The goal is thus to find protocols that remain secure under
practically achievable loss rates. In this work, we modify the usual structure
of QPV protocols and prove that this modification makes the potentially high
transmission loss between the verifiers and the prover security-irrelevant for
a class of protocols that includes a practically-interesting candidate protocol
inspired by the BB84 protocol ($\mathrm{QPV}_{\mathrm{BB84}}^{f}$). This
modification, which involves photon presence detection, a small time delay at
the prover, and a commitment to play before proceeding, reduces the overall
loss rate to just the prover's laboratory. The adapted protocol
c-$\mathrm{QPV}_{\mathrm{BB84}}^{f}$ then becomes a practically feasible QPV
protocol with strong security guarantees, even against attackers using adaptive
strategies. As the loss rate between the verifiers and prover is mainly
dictated by the distance between them, secure QPV over longer distances becomes
possible. We also show possible implementations of the required photon presence
detection, making c-$\mathrm{QPV}_{\mathrm{BB84}}^{f}$ a protocol that solves
all major practical issues in QPV. Finally, we discuss experimental aspects and
give parameter estimations.
- Abstract（参考訳）: 信号損失は、選択されたプロトコルにロス耐性がない場合に量子暗号のセキュリティに重大な脅威をもたらす。
量子位置検証(QPV)プロトコルでは、比較的小さな損失率でさえセキュリティを損なう可能性がある。
したがって、事実上達成可能な損失率の下でセキュアなプロトコルを見つけることが目標だ。
本研究では,QPVプロトコルの通常の構造を変更し,BB84プロトコル(\mathrm{QPV}_{\mathrm{BB84}}^{f}$)にインスパイアされた実用的な候補プロトコルを含むプロトコルのクラスに対して,検証器と証明器間の通信損失が潜在的に高いことを証明した。
この修正は、光子の存在検出、証明者での小さな時間遅延、進行前にプレイすることを約束することを含み、証明者の実験室への全体的な損失率を減少させる。
適応されたプロトコル c-$\mathrm{QPV}_{\mathrm{BB84}}^{f}$ は、適応戦略を使った攻撃者に対しても、強力なセキュリティ保証を備えた事実上実行可能なQPVプロトコルとなる。
検証者と証明者の間の損失率は、主にそれらの距離によって予測されるので、より長い距離での安全なQPVが可能となる。
また、必要な光子の存在検出の実装も可能で、QPVにおけるすべての主要な実践的問題を解くプロトコルとしてc-$\mathrm{QPV}_{\mathrm{BB84}}^{f} が用いられる。
最後に,実験的な側面を議論し,パラメータ推定を行う。
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