論文の概要: Quantum hacking: Induced-photorefraction attack on a practical continuous-variable quantum key distribution system
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.08017v1
- Date: Thu, 12 Sep 2024 13:00:09 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-13 16:29:19.329125
- Title: Quantum hacking: Induced-photorefraction attack on a practical continuous-variable quantum key distribution system
- Title（参考訳）: 量子ハッキング: 実用的な連続可変量子鍵分配システムに対する誘導光屈折攻撃
- Authors: Yiliang Wang, Yi Zheng, Chenlei Fang, Haobin Shi, Wei Pan,
- Abstract要約: ニオブ酸リチウム系(LN系)変調器のフォトリフラクティブ効果により開放される実用連続可変量子鍵分布(CVQKD)システムにおいて,新しいセキュリティの抜け穴を探索する。
本稿では,LNをベースとした変調器の誘導光屈折を利用して,古典的インターセプト反射攻撃を隠蔽する量子ハッキング手法を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.232821041222591
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We explore a new security loophole in a practical continuous-variable quantum key distribution (CVQKD) system, which is opened by the photorefractive effect of lithium niobate-based (LN-based) modulators. By exploiting this loophole, we propose a quantum hacking strategy, i.e., the induced-photorefraction attack, which utilizes the induced photorefraction on the LN-based modulators to hide the classical intercept-resend attack. Specifically, we show that the induced photorefraction can bias the response curve of the LN-based modulator, which will affect the intensity of the modulated signal. Based on the investigation of the channel parameter estimation under above influence, we further analyze the secret key rate of the practical CVQKD system. The simulation results indicate that the communication parties will overestimate the secret key rate, which reveals that Eve can actively open the above loophole by launching the induced-photorefraction attack to successfully obtain the secret key information. To defend against this attack, we can use a random monitoring scheme for modulation variance to determine this attack, and use an improving optical power limiter to effectively mitigate the irradiation beam. Apart from these countermeasures, we also propose using the Sagnac-based IM to stabilize the practical CVQKD system, which can minimize the above effects.
- Abstract（参考訳）: ニオブ酸リチウム系(LN系)変調器のフォトリフラクティブ効果により開放される実用連続可変量子鍵分布(CVQKD)システムにおいて,新しいセキュリティの抜け穴を探索する。
この抜け穴を利用して、古典的なインターセプション・リセプト攻撃を隠すためにLN変調器の誘導光屈折を利用した量子ハッキング戦略、すなわち誘導光反射攻撃を提案する。
具体的には、誘導光屈折は、変調信号の強度に影響を与えるLN変調器の応答曲線をバイアスすることができることを示す。
以上の影響下でのチャネルパラメータ推定の検討に基づいて,実用CVQKDシステムの秘密鍵レートを更に解析する。
シミュレーションの結果、通信相手は秘密鍵レートを過大評価し、これはEveが誘導光屈折攻撃を起動することで、上記抜け穴を積極的に開き、秘密鍵情報を得ることができることを示している。
この攻撃を防ぎつつ、ランダムな監視手法を用いて変化を変調し、この攻撃を検知し、改良された光パワーリミッタを用いて放射線ビームを効果的に緩和することができる。
これらの対策とは別に,サニャックをベースとしたIMを用いた実用CVQKDシステムの安定化も提案する。
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