論文の概要: Unconditionally Secure Wireless-Wired Ground-Satellite-Ground Communication Networks Utilizing Classical and Quantum Noise

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.10147v1
• Date: Wed, 11 Jun 2025 19:52:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-13 15:37:22.426734
• Title: Unconditionally Secure Wireless-Wired Ground-Satellite-Ground Communication Networks Utilizing Classical and Quantum Noise
• Title（参考訳）: 古典的・量子的雑音を利用した無線・無線・衛星・地上通信ネットワークの無条件化
• Authors: Lucas Truax, Sandip Roy, Laszlo B. Kish,
• Abstract要約: 我々は、KLJN(Kirchhoff-Law-Johnson-Noise)を衛星通信の安全確保のアプローチとして紹介する。 KLJNは、単純さ、費用対効果、レジリエンスと無条件セキュリティを組み合わせることで、衛星通信セキュリティに革命をもたらす可能性がある。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In this paper, we introduce the Kirchhoff-Law-Johnson-Noise (KLJN) as an approach to securing satellite communications. KLJN has the potential to revolutionize satellite communication security through its combination of simplicity, cost-effectiveness, and resilience with unconditional security. Unlike quantum key distribution (QKD), which requires complex, fragile, and expensive infrastructure like photon detectors and dedicated optical links, KLJN operates using standard electronic components and wires, significantly reducing implementation costs and logistical hurdles. KLJN's security, grounded in the fundamental laws of classical physics, is impervious to environmental and radiation-induced noise, making it highly reliable in the harsh conditions of satellite communications. This robustness, coupled with its ability to integrate seamlessly with existing infrastructure, positions KLJN as a revolutionary alternative to quantum solutions for ensuring secure, resilient satellite communications. The authors explore the value of achieving unconditionally secure communications in strategic ground-to-satellite networks which address vulnerabilities posed by advanced computational threats, including quantum computing. Our team has examined two leading approaches to unconditional security - the KLJN scheme and QKD - and analyzed the potential use of each for space systems. While QKD leverages quantum mechanics for security, it faces challenges related to cost, complexity, and environmental sensitivity. In contrast, the KLJN scheme utilizes classical physics principles to provide a simpler, more cost-effective, and resilient alternative, particularly for ground-based systems. The study concludes that KLJN offers significant advantages in simplicity, cost-efficiency, and robustness, making it a practical choice for many secure communication applications.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,Kirchhoff-Law-Johnson-Noise (KLJN) を衛星通信のセキュア化のためのアプローチとして紹介する。 KLJNは、単純さ、費用対効果、レジリエンスと無条件セキュリティを組み合わせることで、衛星通信セキュリティに革命をもたらす可能性がある。 光子検出器や専用光リンクのような複雑で脆弱で高価なインフラを必要とする量子鍵分布(QKD)とは異なり、KLJNは標準電子部品とワイヤを使用して動作し、実装コストと論理的ハードルを大幅に削減する。 KLJNのセキュリティは古典物理学の基本法則に基づいており、環境や放射線による騒音には耐え難いため、衛星通信の厳しい状況では信頼性が高い。 この堅牢性は、既存のインフラとシームレスに統合する能力と相まって、KLJNをセキュアでレジリエントな衛星通信を保証するための量子ソリューションの革命的な代替品として位置づけている。 著者らは、量子コンピューティングを含む先進的な計算脅威によって引き起こされる脆弱性に対処する戦略的な地対衛星ネットワークにおいて、無条件でセキュアな通信を実現する価値について検討した。 我々のチームは、KLJNスキームとQKDという、無条件のセキュリティに対する主要な2つのアプローチを調査し、宇宙システムにおけるそれぞれの使用の可能性を分析した。 QKDはセキュリティのために量子力学を利用するが、コスト、複雑さ、環境感受性に関連する課題に直面している。 対照的に、KLJNスキームは古典物理学の原理を利用して、特に地上ベースのシステムにおいて、よりシンプルでコスト効率が高く、弾力性のある代替手段を提供する。 この研究は、KLJNは単純さ、コスト効率、堅牢性において大きな利点があり、多くのセキュアな通信アプリケーションにとって実用的な選択である、と結論付けている。

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