論文の概要: Finite-size security analysis for quantum protocols: A Python framework using the Entropy Accumulation Theorem with graphical interface
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.18888v1
- Date: Mon, 23 Jun 2025 17:56:38 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-24 19:06:37.116418
- Title: Finite-size security analysis for quantum protocols: A Python framework using the Entropy Accumulation Theorem with graphical interface
- Title（参考訳）: 量子プロトコルの有限サイズセキュリティ解析: グラフィカルインタフェースを用いたエントロピー累積定理を用いたPythonフレームワーク
- Authors: Piotr Mironowicz, Mohamed Bourennane,
- Abstract要約: 本稿では,量子乱数生成(QRNG)と量子鍵分布(QKD)プロトコルの有限サイズセキュリティ解析のための包括的ソフトウェアフレームワークを提案する。
我々のフレームワークにはPython APIと直感的なグラフィカルユーザインタフェース(GUI)の両方が含まれており、ランダム性とキーレートの証明においてプロトコルデザイナと実験者をサポートするように設計されています。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We present a comprehensive software framework for the finite-size security analysis of quantum random number generation (QRNG) and quantum key distribution (QKD) protocols, based on the Entropy Accumulation Theorem (EAT). Our framework includes both a Python API and an intuitive graphical user interface (GUI), designed to support protocol designers and experimentalists in certifying randomness and key rates under realistic, finite-resource conditions. At its core, the framework automates the construction of min-tradeoff functions via semi-definite programming and integrates them into a full entropy analysis pipeline. Users can specify device configurations, Bell-type inequalities or probability constraints, and select entropy measures such as min-entropy or von Neumann entropy. The package further provides tools for setting test parameters, computing secure randomness rates, and exploring tradeoffs between statistical confidence, protocol duration, and randomness output. We demonstrate the framework showing how users can move from theoretical constraints to practical security bounds with minimal overhead. This work contributes a reproducible, modular, and extensible platform for certifying quantum protocols under finite-size effects, significantly lowering the skill barrier to rigorous quantum cryptographic analysis.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,量子乱数生成(QRNG)と量子鍵分布(QKD)プロトコルの有限サイズセキュリティ解析のための包括的ソフトウェアフレームワークを,エントロピー累積定理(EAT)に基づいて提案する。
我々のフレームワークにはPython APIと直感的なグラフィカルユーザインタフェース(GUI)の両方が含まれており、実際の有限リソース条件下でランダム性とキーレートを認証するプロトコルデザイナと実験者をサポートするように設計されています。
フレームワークの中核は、半定値プログラミングによってmin-tradeoff関数の構築を自動化し、完全なエントロピー分析パイプラインに統合する。
ユーザーはデバイス構成、ベル型不等式、確率制約を指定でき、ミンエントロピーやフォン・ノイマンエントロピーなどのエントロピー尺度を選択することができる。
さらにこのパッケージは、テストパラメータの設定、セキュアなランダムネス率の計算、統計的信頼度、プロトコルの長さ、ランダムネス出力のトレードオフを探索するツールも提供する。
理論的制約から,最小限のオーバーヘッドで現実的なセキュリティバウンドに移行する方法について,このフレームワークを実演する。
この研究は、有限サイズの効果下で量子プロトコルを認証するための再現可能でモジュラーで拡張可能なプラットフォームに貢献し、厳密な量子暗号解析のスキル障壁を著しく低下させる。
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