論文の概要: Security loophole in error verification in quantum key distribution
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.21416v2
- Date: Sat, 20 Sep 2025 04:12:59 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-23 18:58:15.665874
- Title: Security loophole in error verification in quantum key distribution
- Title（参考訳）: 量子鍵分布における誤り検証におけるセキュリティの抜け穴
- Authors: Toyohiro Tsurumaru, Akihiro Mizutani, Toshihiko Sasaki,
- Abstract要約: 本稿では,量子鍵分布プロトコルにおいて誤り検証を行う場合,秘密性の定義を改訂する必要があることを示す。
特に、位相誤差補正に基づくセキュリティ証明法では、修正された機密定義を適切に組み込むための明示的な方法が確立されていない。
本稿では, 位相誤差補正に基づくアプローチを, 残余ハッシュ法という, もう一つの主流アプローチに変換する方法を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.058685580689604
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The security of quantum key distribution (QKD) is evaluated based on the secrecy of Alice's key and the correctness of the keys held by Alice and Bob. A practical method for ensuring correctness is known as error verification, in which Alice and Bob reveal a portion of their reconciled keys and check whether the revealed information matches. In this paper, we point out that when error verification is performed in a QKD protocol, the definition of secrecy must be revised accordingly. We illustrate the necessity of this revision with a counterexample, showing that neglecting it can lead to an incorrect security claim. In particular, we observe that in the case of security proof method based on phase error correction, which is one of the mainstream approaches and also known as Koashi's approach, no explicit method has been established to properly incorporate the revised secrecy definition. To resolve this issue, we present a way to translate the phase error correction-based approach into another mainstream approach, called the leftover hashing lemma-based approach, also known as Renner's approach, where a solution has already been formulated. As a consequence, security proofs under the phase error correction-based approach automatically remain valid without any change in the secret key length, even if they implicitly consider error verification without revising the secrecy definition.
- Abstract（参考訳）: 量子鍵分布(QKD)のセキュリティは、アリスの鍵の秘密性とアリスとボブが保持する鍵の正しさに基づいて評価される。
AliceとBobは整合鍵の一部を明かし、その情報が一致したかどうかを確認する。
本稿では,QKDプロトコルでエラー検証を行う場合,機密性の定義を適切に修正する必要があることを指摘する。
我々は、この修正の必要性を反例で説明し、それを無視することは誤ったセキュリティクレームにつながる可能性があることを示す。
特に, 主要なアプローチの一つである位相誤差補正に基づくセキュリティ証明手法では, 修正された機密定義を適切に組み込むための明示的な手法が確立されていない。
この問題を解決するために、我々は、位相誤差補正に基づくアプローチを、ルナーの手法として知られる左利きのハッシング補題に基づくアプローチと呼ばれる別の主流アプローチに翻訳する方法を提案し、すでに解が定式化されている。
その結果、位相誤差補正に基づくアプローチによるセキュリティ証明は、秘密鍵長の変更なしに自動的に有効となる。
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