論文の概要: Sequential Attack Impairs Security in Device-independent Quantum Key Distribution

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.16822v2
• Date: Thu, 12 Dec 2024 11:53:11 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-13 17:01:17.902025
• Title: Sequential Attack Impairs Security in Device-independent Quantum Key Distribution
• Title（参考訳）: デバイス非依存量子鍵分布におけるシークエンシャルアタックはセキュリティを損なう
• Authors: Pritam Roy, Souradeep Sasmal, Subhankar Bera, Shashank Gupta, Arup Roy, A. S. Majumdar,
• Abstract要約: デバイス独立量子鍵分布(DI-QKD) 非局所相関を用いて、2つの正直な当事者間の暗号鍵をセキュアに確立する。 ベル違反は観測された統計に固有の予測不可能性を保証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.0140308935829423
• License:
• Abstract: Device-independent quantum key distribution (DI-QKD) leverages nonlocal correlations to securely establish cryptographic keys between two honest parties while making minimal assumptions about the underlying systems. The security of DI-QKD relies on the validation of quantum theory, with Bell violations ensuring the inherent unpredictability of the observed statistics, independent of the trustworthiness of the devices. While traditional QKD attacks are generally categorised as individual, collective, or coherent attacks, we introduce a novel attack strategy-the sequential attack. In this approach, Eve intercepts the transmitted quantum particle, performs an unsharp measurement to preserve the Bell violation between the honest parties, and disguises her interference as noise. Such a strategy enables Eve to extract substantial information about the key, even without performing collective measurements. Furthermore, when combined with collective attack, this strategy significantly reduces the secure key rate and, under certain conditions, can render it to zero. We show that within specific ranges of Bell violations and quantum bit error rates, the cumulative effect of sequential and collective attacks poses a stronger threat to DI-QKD security than collective attacks alone. These findings underscore the vulnerability of DI-QKD to real-world imperfections, emphasising that Bell nonlocality alone is insufficient to guarantee security in practical implementations.
• Abstract（参考訳）: デバイス非依存量子鍵分布(DI-QKD)は、非局所相関を利用して、2つの正直な当事者間の暗号鍵をセキュアに確立し、基礎となるシステムについて最小限の仮定を行う。 DI-QKDのセキュリティは量子理論の検証に依存しており、ベルは観測された統計に固有の予測不能を保証し、装置の信頼性には依存しない。 従来のQKD攻撃は一般に個人的、集団的、あるいは一貫性のある攻撃に分類されるが、我々は新たな攻撃戦略であるシーケンシャル攻撃を導入する。 このアプローチでは、Eveは送信された量子粒子をインターセプトし、正統派間のベルの違反を保存するためにアンシャープ測定を行い、彼女の干渉をノイズとして偽装する。 このような戦略により、Eveは、集合的な測定を行うことなく、キーに関する実質的な情報を抽出することができる。 さらに、集団攻撃と組み合わせると、この戦略は安全な鍵レートを著しく減少させ、ある条件下ではゼロにすることができる。 我々は、ベル違反と量子ビット誤り率の特定の範囲において、逐次的および集団攻撃の累積効果は、集団攻撃単独よりもDI-QKDセキュリティに強い脅威をもたらすことを示した。 これらの結果は,現実の欠陥に対するDI-QKDの脆弱性を浮き彫りにしており,ベル非局所性だけでは実用的実装におけるセキュリティを保証するには不十分であることを強調している。

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