論文の概要: Security Assumptions in Dispersive-Optics QKD

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.08992v1
• Date: Wed, 13 Mar 2024 23:14:49 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-15 22:17:16.884658
• Title: Security Assumptions in Dispersive-Optics QKD
• Title（参考訳）: 分散光学QKDにおけるセキュリティ推定
• Authors: Ariel Shlosberg, Alex Kwiatkowski, Akira Kyle, Graeme Smith,
• Abstract要約: 量子鍵分布(QKD)は、遠隔者間で暗号的にセキュアな鍵を生成する方法を提供する。 2つのモデルで予測されるHolevo情報とシークレットキーレートの間に大きなギャップが存在する例を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.249879651054463
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum key distribution (QKD) seeks to provide a method of generating cryptographically-secure keys between remote parties while guaranteeing unconditional security. Implementations of high-dimensional QKD using dispersive-optics (DO-QKD) have been proposed to allow for multiple secure bits to be transmitted per photon while remaining cost-effective and scalable using existing telecommunication technology [1]. In the recent literature, there have been a number of experimental realizations of DO-QKD systems [2-6], with security analysis based on the treatment in Ref. [1]. Here we demonstrate that in the case of finite dispersion, the model assumed for the eavesdropper's attack in Ref. [1] is non-optimal for the eavesdropper, which leads to a significant overestimation of the secure key rate between parties. We consider an alternative attack model that Alice and Bob find indistinguishable from the Ref. [1] model, as long as they are restricted to making the measurements typical in DO-QKD. We provide concrete examples where a significant gap exists between the Holevo information, and therefore the secret key rate, predicted by the two models. We further analyze the experiment in Ref. [2] as an example of a case where secure key is predicted according to the Ref. [1] model, but where in fact there is zero secure key rate when considering the full set of collective attacks that an eavesdropper may perform.
• Abstract（参考訳）: 量子鍵分散(QKD)は、非条件セキュリティを確保しつつ、遠隔者間で暗号的にセキュアな鍵を生成する方法を提供する。 分散光学(DO-QKD)を用いた高次元QKDの実装は、既存の通信技術 [1] を用いて、コスト効率とスケーラビリティを維持しながら、複数のセキュアビットを光子当たりの伝送を可能にするために提案されている。 近年の文献では, DO-QKDシステム [2-6] は, Ref の処理に基づくセキュリティ解析により, 数多くの実験的実現がなされている。 [1]。 ここでは,有限分散の場合,eavesdropperのRefにおける攻撃を想定したモデルを示す。 [1]は盗聴者にとって最適ではないため、当事者間の安全な鍵レートが著しく過大評価される。 我々は、AliceとBobがRefと区別できない攻撃モデルを考える。 [1]モデルは、DO-QKDで典型的な測定値に制限される限りである。 両モデルで予測されるHolevo情報とシークレットキーレートの間に大きなギャップが存在する具体的な例を提供する。 Refの実験をさらに分析する。 [2]は、セキュアキーがRefに従って予測される場合の例である。 しかし実際には、盗聴者が実行する可能性のある集合攻撃の完全なセットを考えると、安全なキーレートはゼロである。

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