論文の概要: Authenticated Sublinear Quantum Private Information Retrieval
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.04041v1
- Date: Sat, 05 Apr 2025 03:30:04 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-08 14:12:56.858602
- Title: Authenticated Sublinear Quantum Private Information Retrieval
- Title（参考訳）: 認証サブリニア量子プライベート情報検索
- Authors: Fengxia Liu, Zhiyong Zheng, Kun Tian, Yi Zhang, Heng Guo, Zhe Hu, Oleksiy Zhedanov, Zixian Gong,
- Abstract要約: 本稿では,量子相対エントロピーと相互情報を用いた通信複雑性の低減手法を提案する。
ウルマンの補題と量子ピンスカーの不等式を活用することにより、著者らは情報理論のセキュリティのためにより厳密な境界を確立する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.91566002502802
- License:
- Abstract: This paper introduces a novel lower bound on communication complexity using quantum relative entropy and mutual information, refining previous classical entropy-based results. By leveraging Uhlmann's lemma and quantum Pinsker inequalities, the authors establish tighter bounds for information-theoretic security, demonstrating that quantum protocols inherently outperform classical counterparts in balancing privacy and efficiency. Also explores symmetric Quantum Private Information Retrieval (QPIR) protocols that achieve sub-linear communication complexity while ensuring robustness against specious adversaries: A post-quantum cryptography based protocol that can be authenticated for the specious server; A ring-LWE-based protocol for post-quantum security in a single-server setting, ensuring robustness against quantum attacks; A multi-server protocol optimized for hardware practicality, reducing implementation overhead while maintaining sub-linear efficiency. These protocols address critical gaps in secure database queries, offering exponential communication improvements over classical linear-complexity methods. The work also analyzes security trade-offs under quantum specious adversaries, providing theoretical guarantees for privacy and correctness.
- Abstract（参考訳）: 本稿では、量子相対エントロピーと相互情報を用いて、従来の古典エントロピーに基づく計算結果を精査し、通信複雑性を低くする手法を提案する。
ウルマンの補題と量子ピンスカーの不等式を活用することにより、著者らは情報理論のセキュリティの厳密な境界を確立し、量子プロトコルが本質的にプライバシーと効率のバランスをとる古典的プロトコルよりも優れていることを実証した。
QPIR(Quantum Private Information Retrieval)プロトコルは、特異なサーバに対して認証可能なポスト量子暗号ベースのプロトコル、単一サーバ環境でのポスト量子セキュリティのためのリングLWEベースのプロトコル、量子攻撃に対する堅牢性の確保、ハードウェアの実用性に最適化されたマルチサーバプロトコル、サブ線形効率を維持しながら実装オーバーヘッドを低減する。
これらのプロトコルは、セキュアなデータベースクエリにおいて重要なギャップに対処し、古典的線形複雑度法よりも指数関数的な通信改善を提供する。
この研究は、量子スペシャリストの敵によるセキュリティのトレードオフを分析し、プライバシーと正当性に関する理論的保証を提供する。
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