論文の概要: Implementing an information-theoretically secure Byzantine agreement with quantum signed message solution
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.05515v1
- Date: Sat, 08 Feb 2025 10:30:37 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-11 14:31:18.139641
- Title: Implementing an information-theoretically secure Byzantine agreement with quantum signed message solution
- Title（参考訳）: 量子署名されたメッセージソリューションを用いた情報理論的に安全なビザンチン合意の実装
- Authors: Yao Zhou, Feng - Yu Lu, Zhen - Qiang Yin, Shuang Wang, Wei Chen, Guang - Can Guo, Zheng - Fu Han,
- Abstract要約: Byzantine Agreement (BA) は、分散ネットワーク内のすべての正直なノードが合意に達することを可能にする。
本稿では、量子署名メッセージ(QSM)方式に基づく量子署名ビザンチン合意(QSBA)プロトコルを提案する。
本プロトコルは,ネットワークノード間のQKD共有鍵リソースのみを用いて,情報理論のセキュリティを実現する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.643164830645038
- License:
- Abstract: Byzantine agreement (BA) enables all honest nodes in a decentralized network to reach consensus. In the era of emerging quantum technologies, classical cryptography-based BA protocols face inherent security vulnerabilities. By leveraging the information-theoretic security of keys generated by quantum processing, such as quantum key distribution (QKD), and utilizing the one-time pad (OTP) and one-time universal hashing (OTUH) classical methods proposed in \cite{yin2023QDS}, we propose a quantum signed Byzantine agreement (QSBA) protocol based on the quantum signed message (QSM) scheme. This protocol achieves information-theoretic security using only QKD-shared key resources between network nodes, without requiring quantum entanglement or other advanced quantum resources. Compared to the recently proposed quantum Byzantine agreement (QBA) \cite{weng2023beatingQBA}, our QSBA achieves superior fault tolerance, extending the threshold from nearly 1/2 to an arbitrary number of malicious nodes. Furthermore, our QSBA significantly reduces communication complexity under the same number of malicious nodes. Simulation results in a 5-node twin-field QKD network highlight the efficiency of our protocol, showcasing its potential for secure and resource-efficient consensus in quantum networks.
- Abstract（参考訳）: Byzantine Agreement (BA) は、分散ネットワーク内のすべての正直なノードが合意に達することを可能にする。
新興量子技術の時代、古典的な暗号ベースのBAプロトコルは固有のセキュリティ脆弱性に直面している。
量子鍵分布(QKD)やワンタイムパッド(OTP)やワンタイムユニバーサルハッシュ(OTUH)のような量子処理によって生成される鍵の情報理論的セキュリティを活用して,量子署名メッセージ(QSM)に基づく量子署名ビザンチン合意(QSBA)プロトコルを提案する。
このプロトコルは、量子絡み合いや他の高度な量子リソースを必要とせず、ネットワークノード間のQKD共有鍵リソースのみを使用して情報理論のセキュリティを実現する。
最近提案された量子ビザンチン合意 (QBA) \cite{weng2023beatingQBA} と比較して、我々のQSBAは優れた耐故障性を実現し、閾値を1/2近くから任意の数の悪意のあるノードに拡張する。
さらに、当社のQSBAは、同一数の悪意のあるノードにおける通信の複雑さを著しく低減します。
シミュレーションの結果,5ノードのツインフィールドQKDネットワークがプロトコルの効率を強調し,量子ネットワークにおけるセキュアで資源効率の高いコンセンサスの可能性を示す。
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