論文の概要: The Security Analysis of Continuous-Variable Quantum Key Distribution
under Limited Eavesdropping with Practical Fiber
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.16206v1
- Date: Sat, 23 Dec 2023 12:17:18 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-31 03:03:27.503286
- Title: The Security Analysis of Continuous-Variable Quantum Key Distribution
under Limited Eavesdropping with Practical Fiber
- Title（参考訳）: 連続可変量子鍵分布の実用繊維による有限離開時のセキュリティ解析
- Authors: Sheng Liu, Lu Fan, Zhengyu Li, Qiang Zhou, Yunbo Li, Dong Wang, Dechao
Zhang, Yichen Zhang, and Han Li
- Abstract要約: 本研究では, ファイバロスが盗聴能力に与える影響を, テレポーテーションに基づく集団攻撃モデルに基づいて検討する。
実際の損失により分散絡み合いが制限されている場合,2つの通信局を1つにマージした場合に最適な攻撃が生じる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 26.001773854548933
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Research on optimal eavesdropping models under practical conditions will help
to evaluate realistic risk when employing quantum key distribution (QKD) system
for secure information transmission. Intuitively, fiber loss will lead to the
optical energy leaking to the environment, rather than harvested by the
eavesdropper, which also limits the eavesdropping ability while improving the
QKD system performance in practical use. However, defining the optimal
eavesdropping model in the presence of lossy fiber is difficult because the
channel is beyond the control of legitimate partners and the leaked signal is
undetectable. Here we investigate how the fiber loss influences the
eavesdropping ability based on a teleportation-based collective attack model
which requires two distant stations and a shared entanglement source. We find
that if the distributed entanglement is limited due to the practical loss, the
optimal attack occurs when the two teleportation stations are merged to one and
placed close to the transmitter site, which performs similar to the
entangling-cloning attack but with a reduced wiretapping ratio. Assuming Eve
uses the best available hollow-core fiber, the secret key rate in the practical
environment can be 20%~40% higher than that under ideal eavesdropping. While if
the entanglement distillation technology is mature enough to provide high
quality of distributed entanglement, the two teleportation stations should be
distantly separated for better eavesdropping performance, where the
eavesdropping can even approach the optimal collective attack. Under the
current level of entanglement purification technology, the unavoidable fiber
loss can still greatly limit the eavesdropping ability as well as enhance the
secret key rate and transmission distance of the realistic system, which
promotes the development of QKD systems in practical application scenarios.
- Abstract（参考訳）: 実用条件下での最適盗聴モデルの研究は、セキュアな情報伝達に量子鍵分布(QKD)システムを用いる場合の現実的なリスクを評価するのに役立つ。
直感的には、繊維の損失は、盗聴者によって収穫されるのではなく、環境への光エネルギーの漏出につながり、qkdシステムの性能を実用的に向上しながら盗聴能力を制限する。
しかし、チャネルが正規パートナーの制御外であり、漏洩信号が検出できないため、損失ファイバの存在下で最適な盗聴モデルを定義することは困難である。
本稿では,2つの遠隔局と共用絡み込み源を必要とする遠隔地攻撃モデルに基づいて,ファイバロスが盗聴能力に与える影響について検討する。
実際の損失により分散した絡み合いが制限されると、2つのテレポーテーションステーションを1つにマージして送信サイトの近くに配置すると最適な攻撃が起こり、これは絡み合い攻撃と類似するがワイヤーテーピング比が低下する。
Eveが最高のホロウコアファイバーを使用していると仮定すると、実用環境での秘密鍵レートは理想の盗聴よりも20%から40%高い。
エンタングルメント蒸留技術が十分に成熟し、高品質な分散エンタングルメントを提供することができるなら、2つのテレポーテーションステーションは、盗聴性能を向上させるために遠距離分離されるべきであり、盗聴は最適な集団攻撃に近づくことさえ可能である。
現在の絡み合い浄化技術の下では、避けられない繊維の損失は、盗聴能力を大幅に制限し、現実的なシステムの秘密鍵レートと送信距離を高め、実用的な応用シナリオにおけるQKDシステムの開発を促進することができる。
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