論文の概要: Secure Multi-Party Biometric Verification using QKD assisted Quantum Oblivious Transfer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.05327v1
• Date: Thu, 09 Jan 2025 15:51:30 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-10 13:58:43.530909
• Title: Secure Multi-Party Biometric Verification using QKD assisted Quantum Oblivious Transfer
• Title（参考訳）: QKD支援量子放送を用いたセキュアな多人数生体認証
• Authors: Mariana F. Ramos, Michael Hentschel, Federico Valbusa, Costin Luchian, Martin Achleitner, Alessandro Trenti, Marie-Christine Slater, Mariano Lemus, Thomas Lorünser, Hannes Hübel,
• Abstract要約: 本稿では、量子オブリバスト転送(QOT)によって実現されたセキュアなマルチパーティ計算アプリケーションの実践的実装について述べる。 QOTプロトコルは、偏光符号化された絡み合った状態を使用して、認証を提供する量子鍵分布(QKD)を用いて、2つのパーティ間で不明瞭な鍵を共有する。 インターポールと国連のno-flyリストに対するプライバシー保護指紋マッチングの実用的なユースケースが実証されている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 34.46964288961048
• License:
• Abstract: We present a practical implementation of a secure multiparty computation application enabled by quantum oblivious transfer (QOT) on an entanglement-based physical layer. The QOT protocol uses polarization-encoded entangled states to share oblivious keys between two parties with quantum key distribution (QKD) providing authentication. Our system integrates the post-processing for QKD and QOT, both sharing a single physical layer, ensuring efficient key generation and authentication. Authentication involves hashing messages into a crypto-context, verifying tags, and replenishing keys through a parallel QKD pipeline, which handles both key post-processing and authentication. Oblivious keys are generated over 12.9 km with a channel loss of 8.47 dB. In a back-to-back setup, a QOT rate of $9.3\times10^{-3}$ OTs/second is achieved, corresponding to 1 minute and 48 seconds per OT, primarily limited by the entanglement source. Using pre-distributed keys improved the rate to 0.11 OTs/second, or 9.1 seconds per OT. The considered QOT protocol is statistically correct, computationally secure for an honest receiver, and statistically secure for an honest sender, assuming a computationally hiding, statistically binding commitment, and a verifiable error-correcting scheme. A practical use case is demonstrated for privacy-preserving fingerprint matching against no-fly lists from Interpol and the United Nations. The fingerprint is secret-shared across two sites, ensuring security, while the matching is performed using the MASCOT protocol, supported by QOT. The application required 128 OTs, with the highest security achieved in 20 minutes and 39 seconds. This work demonstrates the feasibility of QOT in secure quantum communication applications.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,量子オブリベイジ・トランスファー(QOT)により,絡み合いに基づく物理層上に実現されたセキュアなマルチパーティ・コンピューティング・アプリケーションの実践的実装について述べる。 QOTプロトコルは、偏光符号化された絡み合った状態を使用して、認証を提供する量子鍵分布(QKD)を用いて、2つのパーティ間で不明瞭な鍵を共有する。 本システムでは,QKDとQOTの処理後処理を統合し,単一の物理層を共有することにより,鍵生成と認証の効率化を実現している。 認証は、暗号コンテキストにメッセージを格納し、タグを検証し、キー後処理と認証の両方を処理する並列QKDパイプラインを通じてキーを補充する。 未知の鍵は、チャネル損失8.47dBの12.9km以上で生成される。 バック・ツー・バックのセットアップでは、QOTレートが9.3\times10^{-3}$ OTs/秒となり、1 OTあたり1分48秒に対応し、主に絡み合い源によって制限される。 予め配布されたキーを使用することで、レートは0.11 OTs/秒、または9.1秒に改善された。 QOTプロトコルは、真正な受信者に対して統計的に正確で、真正な送信者に対して統計的に安全であり、計算的に隠蔽され、統計的に束縛され、検証可能な誤り訂正スキームを仮定する。 インターポールと国連のno-flyリストに対するプライバシー保護指紋マッチングの実用的なユースケースが実証されている。 指紋は2つのサイトにわたって秘密に共有され、セキュリティが保証され、マッチングはQOTがサポートするMASCOTプロトコルを使用して実行される。 アプリケーションには128OTが必要で、最高セキュリティは20分39秒で達成された。 この研究は、セキュアな量子通信アプリケーションにおけるQOTの実現可能性を示す。

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