論文の概要: Quantum Byzantine Agreement Against Full-information Adversary
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.01707v1
- Date: Tue, 3 Sep 2024 08:44:36 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-06 02:16:32.333009
- Title: Quantum Byzantine Agreement Against Full-information Adversary
- Title（参考訳）: 量子ビザンチン協定、全情報対応へ
- Authors: Longcheng Li, Xiaoming Sun, Jiadong Zhu,
- Abstract要約: 完全な情報反転を効果的に処理できる量子合意プロトコルを構築することは可能である。
量子フルインフォメーション設定では、参加者はキュービットを交換でき、相手はシステムの状態とメッセージの包括的かつ正確な可視性を持っている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.31080473170185
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We exhibit that, when given a classical Byzantine agreement protocol designed in the private-channel model, it is feasible to construct a quantum agreement protocol that can effectively handle a full-information adversary. Notably, both protocols have equivalent levels of resilience, round complexity, and communication complexity. In the classical private-channel scenario, participating players are limited to exchanging classical bits, with the adversary lacking knowledge of the exchanged messages. In contrast, in the quantum full-information setting, participating players can exchange qubits, while the adversary possesses comprehensive and accurate visibility into the system's state and messages. By showcasing the reduction from quantum to classical frameworks, this paper demonstrates the strength and flexibility of quantum protocols in addressing security challenges posed by adversaries with increased visibility. It underscores the potential of leveraging quantum principles to improve security measures without compromising on efficiency or resilience. By applying our reduction, we demonstrate quantum advantages in the round complexity of asynchronous Byzantine agreement protocols in the full-information model. It is well known that in the full-information model, any classical protocol requires $\Omega(n)$ rounds to solve Byzantine agreement with probability one even against Fail-stop adversary when resilience $t=\Theta(n)$. We show that quantum protocols can achieve $O(1)$ rounds (i) with resilience $t<n/2$ against a Fail-stop adversary, and (ii) with resilience $t<n/(3+\epsilon)$ against a Byzantine adversary for any constant $\epsilon>0$, therefore surpassing the classical lower bound.
- Abstract（参考訳）: プライベートチャネルモデルで設計された古典的ビザンチン合意プロトコルが与えられると、完全な情報反転を効果的に処理できる量子合意プロトコルを構築することが可能であることを示す。
特に、両方のプロトコルは、等価レベルのレジリエンス、ラウンド複雑性、通信複雑性を持っている。
古典的なプライベートチャネルのシナリオでは、参加者は古典的なビットの交換に限られており、相手は交換されたメッセージの知識を欠いている。
対照的に、量子フル情報設定では、参加者はキュービットを交換でき、相手はシステムの状態とメッセージの包括的かつ正確な可視性を持っている。
量子化フレームワークから古典的フレームワークへの還元を実証することにより、敵の持つセキュリティ問題に対処する上で、量子プロトコルの強度と柔軟性を示す。
これは、効率やレジリエンスを損なうことなく、量子原理を活用してセキュリティ対策を改善する可能性を強調している。
本手法の適用により,全情報モデルにおける非同期ビザンチン合意プロトコルのラウンド複雑性における量子的優位性を示す。
フル情報モデルにおいて、任意の古典的プロトコルは、レジリエンス $t=\Theta(n)$ のとき、フェイルストップの敵に対してさえも確率 1 とのビザンチン合意を解くのに$\Omega(n)$ ラウンドを必要とすることが知られている。
量子プロトコルが$O(1)$ラウンドを達成できることを示す。
(i) フェイルストップ相手に対するレジリエンス$t<n/2$
(ii)レジリエンス$t<n/(3+\epsilon)$で、任意の定数$\epsilon>0$に対してビザンチン逆数に対して、従って古典的な下界を超える。
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