論文の概要: Modified security analysis of device-independent quantum key distribution with random key basis

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.12938v1
• Date: Mon, 18 Aug 2025 14:09:30 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-19 14:49:11.366521
• Title: Modified security analysis of device-independent quantum key distribution with random key basis
• Title（参考訳）: ランダム鍵に基づくデバイス非依存量子鍵分布の修正セキュリティ解析
• Authors: Sawan Bhattacharyya, Turbasu Chatterjee, Pankaj Agrawal, Prasenjit Deb,
• Abstract要約: ランダム鍵ベースプロトコルを用いたデバイス独立量子鍵分布(DIQKD)のセキュリティ解析に着目する。 キーレートを損なうことなく既存のセキュリティ解析の最適化コストを削減できることを示す。 双方の測定角度を最適化しながら生じる悲観的誤差の明示的な形式を導出する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Security analysis is a critical part in any cryptographic protocol, may it be classical or quantum. Without security analysis, one cannot ensure the secrecy of the distributed keys. To perform a conclusive security analysis, it is very often necessary to frame the problem as an optimization problem. However, solving such optimization problems is quite challenging. In this article, we focus on the security analysis of device-independent quantum key distribution (DIQKD) with random key basis protocol. We show that the optimization cost of the existing security analysis can be reduced without compromising the key rate. In particular, we reframe the entire security analysis of this protocol as a strongly convex optimization problem and demonstrate that unlike the original security proof, optimization of Bob's measurement angles for finding a lower bound on Eve's uncertainty about Alice's key generation basis can be done with lesser cost. We derive an explicit form of the pessimistic error that arises while optimizing the measurement angles of both the parties. We also clarify a few parts of the original security proof, making the analysis more rigorous and complete.
• Abstract（参考訳）: セキュリティ分析は、古典的でも量子的でも、あらゆる暗号プロトコルにおいて重要な部分である。 セキュリティ分析がなければ、分散キーの機密性を保証することはできない。 決定的なセキュリティ分析を行うには、最適化問題としてその問題を枠組み化する必要があることが多い。 しかし、そのような最適化問題の解決は極めて困難である。 本稿では,ランダム鍵ベースプロトコルを用いたデバイス独立量子鍵分布(DIQKD)のセキュリティ解析に着目する。 キーレートを損なうことなく既存のセキュリティ解析の最適化コストを削減できることを示す。 特に、このプロトコルのセキュリティ解析全体を強い凸最適化問題として再設計し、元のセキュリティ証明とは異なり、Aliceのキー生成ベースに関するイブの不確実性について、Bobの測定角度の最適化はより少ないコストで行えることを示した。 双方の測定角度を最適化しながら生じる悲観的誤差の明示的な形式を導出する。 また、元のセキュリティ証明のいくつかの部分を明確化し、分析をより厳格かつ完全なものにしました。

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