論文の概要: Quantifying the Upper Limit of Backflash Attack in Quantum Key Distribution
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.09984v2
- Date: Tue, 21 Jan 2025 00:01:31 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-01-22 15:04:32.89476
- Title: Quantifying the Upper Limit of Backflash Attack in Quantum Key Distribution
- Title（参考訳）: 量子鍵分布におけるバックフラッシュ攻撃の上限値の定量化
- Authors: Jialei Su, Junxuan Liu, Zihao Chen, Mingyang Zhong, Qingquan Peng, Jiangfang Ding, Yijun Wang, Anqi Huang, Ying Guo,
- Abstract要約: 本研究は,繊維ベースのQKDシステムにおいて,バックフラッシュ攻撃の上限を重要なパッシブアタックの1つとして実験的に理論的に検討した。
我々は,復号化の最大差分比を解析できるシミュレーションモデルを開発した。
これにより、バックフラッシュ攻撃時のデコイ状態BB84QKDシステムのセキュアな鍵レートを算出する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.70837658845072
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum Key Distribution (QKD) theoretically provides information-theoretic security based on physical laws. However, imperfections in practice lead to the possibility of quantum hacking on the QKD implementation, especially the passive attacks that are difficult to be detected. In this paper, we study experimentally and theoretically the upper limit of a backflash attack, as one of the vital passive attacks, on a fiber-based QKD system. We experimentally demonstrate the backflash attack on a full equipped fiber-based QKD receiver to show its feasibility and limited distinguish ratio of decoding. More importantly, we have developed a simulation model to analyze the maximum distinguish ratio of decoding can be achieved considering the wide-spectrum feature of backflash photons, which indicates that Eve can extract effective key information from 95.7% of the backflash photons. Consequently, the secure key rate of the decoy-state BB84 QKD system under backflash attack is calculated. This work provides a general methodology to comprehensively evaluate the effect of the backflash attack on a QKD system.
- Abstract（参考訳）: 量子鍵分布(QKD)は理論上、物理法則に基づく情報理論のセキュリティを提供する。
しかし、実際には不完全性はQKDの実装、特に検出が難しいパッシブアタックにおける量子ハッキングの可能性をもたらす。
本稿では,ファイバベースQKDシステムにおいて,バックフラッシュ攻撃の上限を重要なパッシブ攻撃の1つとして実験的に理論的に検討する。
我々は、フル装備のファイバベースQKD受信機に対するバックフラッシュ攻撃を実験的に実証し、その実現可能性と復号化の差分比を限定的に示す。
さらに, バックフラッシュ光子のワイドスペクトル特性を考慮し, 最大復号率を解析できるシミュレーションモデルを構築し, バックフラッシュ光子の95.7%から有効鍵情報を抽出できることを示唆した。
これにより、バックフラッシュ攻撃時のデコイ状態BB84QKDシステムのセキュアな鍵レートを算出する。
この研究は、QKDシステムに対するバックフラッシュ攻撃の効果を包括的に評価するための一般的な方法論を提供する。
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