論文の概要: Secure Quantum Relay Networks Using Distributed Entanglement without Classical Authentication

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.05460v1
• Date: Mon, 07 Jul 2025 20:25:10 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-09 16:34:37.336351
• Title: Secure Quantum Relay Networks Using Distributed Entanglement without Classical Authentication
• Title（参考訳）: 古典的認証のない分散絡み合いを用いたセキュア量子リレーネットワーク
• Authors: Asgar Hosseinnezhad, Hadi Sabri,
• Abstract要約: 現在の量子通信プロトコルは、メッセージ元検証の古典的な認証に大きく依存している。 古典的認証を完全に回避するセキュアな量子中継ネットワークのための新しいフレームワークを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Current quantum communication protocols rely heavily on classical authentication for message origin verification, leaving them vulnerable to evolving attacks that exploit classical trust assumptions. In this work, we propose a novel framework for secure quantum relay networks that completely avoids classical authentication. Instead, we leverage pre-distributed entanglement graphs and non-classical correlation-assisted decoding to enable exclusive message retrieval by designated nodes without broadcasting any key or handshake. The system routes messages across multiple relay nodes, yet ensures that no intermediate node can access the message unless it possesses the entangled state partner. We demonstrate that even in multi-path scenarios with asynchronous entanglement distribution, the protocol guarantees quantum-forward secrecy and end-to-end origin integrity without trusted intermediaries. Simulation results confirm both functionality and robustness under entanglement loss and imperfect detection. This architecture paves the way for scalable quantum communication systems where physical quantum states replace classical authentication mechanisms entirely.
• Abstract（参考訳）: 現在の量子通信プロトコルは、メッセージ元検証のための古典的な認証に大きく依存しており、古典的な信頼前提を利用する進化的攻撃に弱いままである。 本研究では,古典的認証を完全に回避するセキュアな量子中継ネットワークのための新しいフレームワークを提案する。 代わりに、あらかじめ分散された絡み合いグラフと非古典的相関支援デコーディングを活用し、キーやハンドシェイクをブロードキャストすることなく、指定されたノードによる排他的メッセージ検索を可能にする。 システムは複数の中継ノードにメッセージをルーティングするが、絡み合った状態のパートナーがいない限り、中間ノードはメッセージにアクセスできない。 非同期な絡み合い分布を持つマルチパスシナリオであっても、このプロトコルは信頼できる仲介者なしで、量子フォワードの秘密性とエンドツーエンドのオリジンの整合性を保証する。 シミュレーションの結果, 絡み合い損失と不完全検出の両面において, 機能とロバスト性が確認された。 このアーキテクチャは、物理量子状態が古典的な認証機構を完全に置き換えるスケーラブルな量子通信システムへの道を開く。

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