論文の概要: Quantum Keyless Private Communication with Decoy States for Space Channels
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.05694v1
- Date: Mon, 9 Sep 2024 15:09:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-10 14:06:46.386967
- Title: Quantum Keyless Private Communication with Decoy States for Space Channels
- Title（参考訳）: 宇宙通信用量子キーレスプライベート通信
- Authors: Angeles Vazquez-Castro, Andreas Winter, Hugo Zbinden,
- Abstract要約: 本稿では、量子状態を介して古典的な情報を伝達するキーレス量子プライベート通信プロトコルのセキュリティ解析について述べる。
我々のプロトコルは、真の情報から得られたダミー状態(デコイ状態)を最適に送信し、盗聴者を欺く。
当社のプロトコルは,最先端の空間証明技術を用いて実装することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: With the increasing demand for secure communication in optical space networks, it is essential to develop physical-layer scalable security solutions. In this context, we present the asymptotic security analysis of a keyless quantum private communication protocol that transmits classical information over quantum states. Different from the previous literature, our protocol sends dummy (decoy) states optimally obtained from the true information to deceive the eavesdropper. We analyze optical on-off keying (OOK) and binary phase shift keying (BPSK) for several detection scenarios. Our protocol significantly improves the protocol without decoy states whenever Bob is at a technological disadvantage with respect to Eve. Our protocol guarantees positive secrecy capacity when the eavesdropper gathers up to $90-99.9\%$ (depending on the detection scenario) of the photon energy that Bob detects, even when Eve is only limited by the laws of quantum mechanics. We apply our results to the design of an optical inter-satellite link (ISL) study case with pointing losses, and introduce a new design methodology whereby the link margin is guaranteed to be secure by our protocol. Hence, our design does not require knowing thr location of the eavesdropper and or channel state: the protocol aborts whenever the channel drops below the secured margin. Our protocol can be implemented with the state of the art space proof technology. Finally, we also show the potential secrecy advantage when using (not yet available) squeezed quantum states technology.
- Abstract（参考訳）: 光空間ネットワークにおけるセキュアな通信の需要が高まっているため、物理層でスケーラブルなセキュリティソリューションを開発することが不可欠である。
この文脈では、量子状態を介して古典的な情報を伝達するキーレス量子プライベート通信プロトコルの漸近セキュリティ解析を示す。
従来の文献と異なり,本プロトコルは真情報から得られたダミー状態(デコイ状態)を最適に送信し,盗聴者を欺く。
光オンオフ鍵(OOK)とバイナリ位相シフト鍵(BPSK)を複数の検出シナリオで解析する。
我々のプロトコルは、ボブがイヴに関して技術的に不利な状況にあるときにいつでも、状態を変えずにプロトコルを著しく改善します。
我々のプロトコルは、Eveが量子力学の法則にのみ制限されている場合でも、Bobが検出する光子のエネルギーの最大90-99.9 %$(検出シナリオに依存する)を盗聴器が集めたときの正の秘密容量を保証する。
本研究は、損失を指摘できる光衛星間リンク(ISL)研究ケースの設計に適用し、このプロトコルによりリンクマージンが安全であることが保証される新しい設計手法を提案する。
したがって、Eavesdropper や Channel state の thr 位置を知る必要はなく、通信路がセキュアなマージン以下に落ちると、プロトコルは停止する。
我々のプロトコルは最先端の宇宙実証技術で実装できる。
最後に、(まだ利用できない)量子状態技術を使用する場合の秘密性の可能性を示す。
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