論文の概要: Dynamic Quantum Key Distribution for Microgrids with Distributed Error Correction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.11245v1
- Date: Sat, 18 May 2024 10:10:47 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-21 18:48:01.257369
- Title: Dynamic Quantum Key Distribution for Microgrids with Distributed Error Correction
- Title（参考訳）: 分散誤差補正によるマイクログリッドの動的量子鍵分布
- Authors: Suman Rath, Neel Kanth Kundu, Subham Sahoo,
- Abstract要約: 量子鍵分布(QKD)は、サイバー物理マイクログリッドにおけるセキュアな通信技術としてしばしば評価されている。
本稿では、制御力学における違反を観測することにより、キーおよび/または結節計測における誤りを識別できるセキュアQKDプロトコルを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.048226951354646
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Quantum key distribution (QKD) has often been hailed as a reliable technology for secure communication in cyber-physical microgrids. Even though unauthorized key measurements are not possible in QKD, attempts to read them can disturb quantum states leading to mutations in the transmitted value. Further, inaccurate quantum keys can lead to erroneous decryption producing garbage values, destabilizing microgrid operation. QKD can also be vulnerable to node-level manipulations incorporating attack values into measurements before they are encrypted at the communication layer. To address these issues, this paper proposes a secure QKD protocol that can identify errors in keys and/or nodal measurements by observing violations in control dynamics. Additionally, the protocol uses a dynamic adjacency matrix-based formulation strategy enabling the affected nodes to reconstruct a trustworthy signal and replace it with the attacked signal in a multi-hop manner. This enables microgrids to perform nominal operations in the presence of adversaries who try to eavesdrop on the system causing an increase in the quantum bit error rate (QBER). We provide several case studies to showcase the robustness of the proposed strategy against eavesdroppers and node manipulations. The results demonstrate that it can resist unwanted observation and attack vectors that manipulate signals before encryption.
- Abstract（参考訳）: 量子鍵分布(QKD)は、サイバー物理マイクログリッドにおけるセキュアな通信技術としてしばしば評価されている。
非許可鍵測定はQKDでは不可能であるが、それを読もうとすると、送信された値の突然変異につながる量子状態が乱される可能性がある。
さらに、不正確な量子キーは、誤復号化によってガベージ値が生成され、マイクログリッド操作が不安定になる可能性がある。
QKDはまた、通信層で暗号化される前に、攻撃値を計測に組み込むノードレベルの操作にも脆弱である。
これらの問題に対処するために,制御力学における違反を観測することによりキーおよび/または結節計測における誤りを識別できるセキュアQKDプロトコルを提案する。
さらに、このプロトコルは動的隣接行列ベースの定式化戦略を用いて、影響を受けるノードが信頼できる信号を再構築し、攻撃された信号をマルチホップで置き換えることを可能にする。
これにより、マイクログリッドは、量子ビットエラー率(QBER)の増加の原因となるシステムを盗み出そうとする敵の存在下で、名目上の操作を行うことができる。
本稿では,盗聴者やノード操作に対する提案手法の堅牢性を示すために,いくつかのケーススタディを提案する。
その結果、暗号化前に信号を操作する不要な観察と攻撃ベクトルに抵抗できることが示されている。
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