論文の概要: Mutual information chain rules for security proofs robust against device imperfections

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.20396v2
• Date: Sat, 12 Oct 2024 22:05:45 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-11-08 14:05:01.038090
• Title: Mutual information chain rules for security proofs robust against device imperfections
• Title（参考訳）: デバイス不完全性に対するセキュリティ証明のための相互情報連鎖ルール
• Authors: Amir Arqand, Tony Metger, Ernest Y. -Z. Tan,
• Abstract要約: 我々は、敵に追加情報を漏らす不完全なデバイスを用いて量子暗号を解析する。 これらの結果は、デバイスに依存しない様々なプロトコルやデバイスに依存しないプロトコルにおいて、デバイス不完全性を扱うために使用できることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In this work we derive a number of chain rules for mutual information quantities, suitable for analyzing quantum cryptography with imperfect devices that leak additional information to an adversary. First, we derive a chain rule between smooth min-entropy and smooth max-information, which improves over previous chain rules for characterizing one-shot information leakage caused by an additional conditioning register. Second, we derive an ''information bounding theorem'' that bounds the R\'enyi mutual information of a state produced by a sequence of channels, in terms of the R\'enyi mutual information of the individual channel outputs, similar to entropy accumulation theorems. In particular, this yields simple bounds on the smooth max-information in the preceding chain rule. Third, we derive chain rules between R\'enyi entropies and R\'enyi mutual information, which can be used to modify the entropy accumulation theorem to accommodate leakage registers sent to the adversary in each round of a protocol. We show that these results can be used to handle some device imperfections in a variety of device-dependent and device-independent protocols, such as randomness generation and quantum key distribution.
• Abstract（参考訳）: 本研究では、敵に追加情報を漏らす不完全な装置を用いて量子暗号を分析するのに適した、相互情報量に関する多くの連鎖ルールを導出する。 まず、スムーズな最小エントロピーとスムーズな最大情報の間の連鎖則を導出し、追加条件レジスタによるワンショット情報漏洩を特徴付ける以前のチェーン規則よりも改善する。 第二に、エントロピーの累積定理と同様の個々のチャネル出力のR'enyi相互情報の観点から、一連のチャネルによって生成される状態のR'enyi相互情報をバウンドする'information bounding theorem''を導出する。 特に、これは前の連鎖則の滑らかな極大情報に単純な境界を与える。 第3に、R'enyiエントロピーとR'enyi相互情報の間の連鎖規則を導出し、これはエントロピー累積定理を修正して、プロトコルの各ラウンドで相手に送信されるリークレジスタに適合させることができる。 これらの結果は、ランダムネス生成や量子鍵分布など、デバイスに依存しない、デバイスに依存しない様々なプロトコルにおいて、デバイス不完全性を扱うために使用できることを示す。

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