論文の概要: Security and Fairness in Multi-Party Quantum Secret Sharing Protocol
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.11667v1
- Date: Mon, 16 Dec 2024 11:18:52 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-17 13:54:58.668808
- Title: Security and Fairness in Multi-Party Quantum Secret Sharing Protocol
- Title（参考訳）: マルチパーティ量子秘密共有プロトコルのセキュリティと公正性
- Authors: Alessio Di Santo, Walter Tiberti, Dajana Cassioli,
- Abstract要約: 量子秘密共有(Quantum Secret Share, QSS)は、量子力学を利用して秘密を複数のパーティに分散する暗号プロトコルである。
我々は、しきい値スキームに基づいて、汎用分散量子ネットワークに頼った新しいQSSの概念を導入する。
本稿では,提案プロトコルの有効性と性能を,古典的および量子的攻撃に対して検証することによって示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: Quantum secret sharing (QSS) is a cryptographic protocol that leverages quantum mechanics to distribute a secret among multiple parties. With respect to the classical counterpart, in QSS the secret is encoded into quantum states and shared by a dealer such that only an authorized subsets of participants, i.e., the players, can reconstruct it. Several state-of-the-art studies aim to transpose classical Secret Sharing into the quantum realm, while maintaining their reliance on traditional network topologies (e.g., star, ring, fully-connected) and require that all the n players calculate the secret. These studies exploit the Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) state, which is a type of maximally entangled quantum state involving three or more qubits. However, none of these works account for redundancy, enhanced security/privacy features or authentication mechanisms able to fingerprint players. To address these gaps, in this paper we introduce a new concept of QSS which leans on a generic distributed quantum-network, based on a threshold scheme, where all the players collaborate also to the routing of quantum information among them. The dealer, by exploiting a custom flexible weighting system, takes advantage of a newly defined quantum Dijkstra algorithm to select the most suitable subset of t players, out of the entire set on n players, to involve in the computation. To fingerprint and authenticate users, CRYSTAL-Kyber primitives are adopted, while also protecting each player's privacy by hiding their identities. We show the effectiveness and performance of the proposed protocol by testing it against the main classical and quantum attacks, thereby improving the state-of-the-art security measures.
- Abstract（参考訳）: 量子秘密共有(Quantum Secret Share, QSS)は、量子力学を利用して秘密を複数のパーティに分散する暗号プロトコルである。
古典的相手に関しては、QSSでは秘密は量子状態に符号化され、ディーラーによって共有され、参加者の認定されたサブセット、すなわちプレイヤーだけがそれを再構築することができる。
いくつかの最先端の研究は、古典的なシークレット共有を量子領域に変換することを目的としており、従来のネットワークトポロジ(例えば、スター、リング、完全連結)への依存を維持し、すべてのNプレイヤーが秘密を計算することを要求する。
これらの研究は、3つ以上の量子ビットを含む最大絡み合った量子状態の一種であるグリーンベルガー・ホーネ・ザイリンガー状態(GHZ)を利用する。
しかしながら、これらの作業には冗長性、セキュリティ/プライバシ機能の強化、および認証メカニズムが説明できない。
これらのギャップに対処するために、我々は、すべてのプレイヤーが量子情報のルーティングにも協力するしきい値スキームに基づいて、汎用分散量子ネットワークに頼ったQSSという新しい概念を導入する。
ディーラーは、カスタムのフレキシブルな重み付けシステムを利用して、新しく定義された量子ジクストラアルゴリズムを利用して、n個のプレイヤーのセット全体の中から最も適したtプレーヤーのサブセットを選択し、計算に関与する。
ユーザを指紋で認証するために、CRYSTAL-Kyberプリミティブが採用されている。
提案手法の有効性と性能を,古典的および量子的攻撃に対して検証し,現状のセキュリティ対策を改善することによって示す。
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