論文の概要: Practical hybrid PQC-QKD protocols with enhanced security and performance

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.01086v3
• Date: Thu, 07 Nov 2024 22:01:15 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-11 18:11:23.077620
• Title: Practical hybrid PQC-QKD protocols with enhanced security and performance
• Title（参考訳）: セキュリティと性能を向上したPQC-QKDプロトコルの実用化
• Authors: Pei Zeng, Debayan Bandyopadhyay, José A. Méndez Méndez, Nolan Bitner, Alexander Kolar, Michael T. Solomon, Ziyu Ye, Filip Rozpędek, Tian Zhong, F. Joseph Heremans, David D. Awschalom, Liang Jiang, Junyu Liu,
• Abstract要約: 我々は,量子古典ネットワーク内でQKDとPQCが相互運用するハイブリッドプロトコルを開発した。 特に、それぞれのアプローチの個々の性能に対して、スピードと/またはセキュリティを向上する可能性のある、異なるハイブリッド設計について検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 44.8840598334124
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• Abstract: Quantum resistance is vital for emerging cryptographic systems as quantum technologies continue to advance towards large-scale, fault-tolerant quantum computers. Resistance may be offered by quantum key distribution (QKD), which provides information-theoretic security using quantum states of photons, but may be limited by transmission loss at long distances. An alternative approach uses classical means and is conjectured to be resistant to quantum attacks, so-called post-quantum cryptography (PQC), but it is yet to be rigorously proven, and its current implementations are computationally expensive. To overcome the security and performance challenges present in each, here we develop hybrid protocols by which QKD and PQC inter-operate within a joint quantum-classical network. In particular, we consider different hybrid designs that may offer enhanced speed and/or security over the individual performance of either approach. Furthermore, we present a method for analyzing the security of hybrid protocols in key distribution networks. Our hybrid approach paves the way for joint quantum-classical communication networks, which leverage the advantages of both QKD and PQC and can be tailored to the requirements of various practical networks.
• Abstract（参考訳）: 量子技術は大規模でフォールトトレラントな量子コンピュータへと進化し続けており、量子抵抗は暗号システムの発展に不可欠である。 抵抗は量子鍵分布(QKD)によって提供され、光子の量子状態を用いて情報理論上のセキュリティを提供するが、長距離の伝送損失によって制限される。 別のアプローチは古典的な手段を用いており、量子攻撃(いわゆるポスト量子暗号(PQC))に耐性があると推測されているが、まだ厳密には証明されておらず、現在の実装は計算的に高価である。 そこで我々は,QKDとPQCが相互運用するハイブリッドプロトコルを開発した。 特に、それぞれのアプローチの個々の性能に対して、スピードと/またはセキュリティを向上する可能性のある、異なるハイブリッド設計について検討する。 さらに,キー配信ネットワークにおけるハイブリッドプロトコルのセキュリティを解析する手法を提案する。 我々のハイブリッドアプローチは、QKDとPQCの両方の利点を生かし、様々な実用的ネットワークの要求に合わせて調整できる、共同量子古典通信ネットワークの道を開く。

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