論文の概要: Continuous-Variable Quantum Key Distribution with Composable Security and Tight Error Correction Bound for Constrained Devices
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.06384v1
- Date: Tue, 08 Apr 2025 19:08:08 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-10 13:06:00.164249
- Title: Continuous-Variable Quantum Key Distribution with Composable Security and Tight Error Correction Bound for Constrained Devices
- Title（参考訳）: 拘束デバイスに対する構成可能なセキュリティとタイトエラー補正境界を有する連続可変量子鍵分布
- Authors: Panagiotis Papanastasiou, Carlo Ottaviani, Stefano Pirandola, Poonam Yadav, Marco Lucamarini,
- Abstract要約: スマートセンサー、ウェアラブルデバイス、IoTノードなどの制約のあるデバイスは、適切に機能するためにセキュアな通信に依存している。
CV-QKDは、安全性の高いキーレートと、既存のインフラストラクチャとの統合における最大の汎用性を提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.726266255043611
- License:
- Abstract: Constrained devices, such as smart sensors, wearable devices, and Internet of Things nodes, are increasingly prevalent in society and rely on secure communications to function properly. These devices often operate autonomously, exchanging sensitive data or commands over short distances, such as within a room, house, or warehouse. In this context, continuous-variable quantum key distribution (CV-QKD) offers the highest secure key rate and the greatest versatility for integration into existing infrastructure. A key challenge in this setting, where devices have limited storage and processing capacity, is obtaining a realistic and tight estimate of the CV-QKD secure key rate within a composable security framework, with error correction (EC) consuming most of the storage and computational power. To address this, we focus on low-density parity-check (LDPC) codes with non-binary alphabets, which optimise mutual information and are particularly suited for short-distance communications. We develop a security framework to derive finite-size secret keys near the optimal EC leakage limit and model the related memory requirements for the encoding process in one-way error correction. This analysis facilitates the practical deployment of CV-QKD, particularly in constrained devices with limited storage and computational resources.
- Abstract（参考訳）: スマートセンサー、ウェアラブルデバイス、IoTノードといった制約のあるデバイスは、社会でますます普及し、適切に機能するためにセキュアな通信に依存している。
これらの装置は、しばしば自律的に動作し、部屋や家、倉庫などの短い距離で機密データやコマンドを交換する。
この文脈では、連続可変量子鍵分布(CV-QKD)は、既存のインフラに統合するための最も安全な鍵レートと最大の汎用性を提供する。
この設定では、デバイスがストレージと処理能力に制限があるため、構成可能なセキュリティフレームワーク内でCV-QKDのセキュリティキーレートを現実的で厳密に見積もっており、エラー訂正(EC)がストレージと計算能力の大部分を消費している。
これを解決するために,非バイナリアルファベットを用いた低密度パリティチェック(LDPC)符号に着目し,相互情報を最適化し,特に短距離通信に適している。
我々は、最適ECリーク限界付近の有限サイズの秘密鍵を導出するセキュリティフレームワークを開発し、一方方向誤り訂正における符号化プロセスの関連メモリ要求をモデル化する。
この分析はCV-QKD、特に限られたストレージと計算資源を持つ制約のあるデバイスにおいて、実用的な展開を促進する。
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