論文の概要: Cybersecurity of Quantum Key Distribution Implementations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.04669v1
- Date: Wed, 06 Aug 2025 17:37:04 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-07 20:09:22.856639
- Title: Cybersecurity of Quantum Key Distribution Implementations
- Title（参考訳）: 量子鍵配電方式のサイバーセキュリティ
- Authors: Ittay Alfassi, Ran Gelles, Rotem Liss, Tal Mor,
- Abstract要約: 量子サイバーセキュリティのための新しい分析ツールと方法論を提案する。
我々は、脆弱性の概念、攻撃面、および古典的なサイバーセキュリティからQKD実装攻撃へのエクスプロイトに適応する。
この研究は、QKDの実装を実験的に攻撃するための現在の分析方法と、古典的なサイバーセキュリティの分野における数十年にわたる研究のギャップを埋めることから始まります。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.1498833540989413
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Practical implementations of Quantum Key Distribution (QKD) often deviate from the theoretical protocols, exposing the implementations to various attacks even when the underlying (ideal) protocol is proven secure. We present new analysis tools and methodologies for quantum cybersecurity, adapting the concepts of vulnerabilities, attack surfaces, and exploits from classical cybersecurity to QKD implementation attacks. We present three additional concepts, derived from the connection between classical and quantum cybersecurity: "Quantum Fuzzing", which is the first tool for black-box vulnerability research on QKD implementations; "Reversed-Space Attacks", which are a generic exploit method using the attack surface of imperfect receivers; and a concrete quantum-mechanical definition of "Quantum Side-Channel Attacks", meaningfully distinguishing them from other types of attacks. Using our tools, we analyze multiple existing QKD attacks and show that the "Bright Illumination" attack could have been fully constructed even with minimal knowledge of the device implementation. This work begins to bridge the gap between current analysis methods for experimental attacks on QKD implementations and the decades-long research in the field of classical cybersecurity, improving the practical security of QKD products and enhancing their usefulness in real-world systems.
- Abstract（参考訳）: 量子鍵分布(QKD)の実践的実装は理論的なプロトコルから逸脱し、基礎となる(理想的)プロトコルが安全であることを証明したとしても、様々な攻撃に対して実装を公開する。
我々は、量子サイバーセキュリティ、脆弱性の概念、攻撃面、および古典的なサイバーセキュリティからQKD実装攻撃へのエクスプロイトに適応する新しい分析ツールと方法論を提案する。
QKD実装におけるブラックボックス脆弱性研究のための最初のツールである"Quantum Fuzzing"、不完全な受信機の攻撃面を用いた汎用的なエクスプロイト手法である"Reversed-Space Attacks"、およびこれらを他のタイプの攻撃と有意義に区別する、具体的な量子力学的定義である"Quantum Side-Channel Attacks"である。
ツールを使用して、既存の複数のQKD攻撃を分析し、デバイス実装に関する最小限の知識を持って、"Bright Illumination"攻撃が完全に構築された可能性があることを示す。
この研究は、QKD実装を実験的に攻撃するための現在の分析方法と、古典的なサイバーセキュリティ分野における数十年にわたる研究のギャップを埋め、QKD製品の実用的セキュリティを改善し、現実世界のシステムにおけるそれらの有用性を高めることを目的としている。
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