論文の概要: QKD Oracles for Authenticated Key Exchange

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.12478v1
• Date: Mon, 15 Sep 2025 21:55:55 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-17 17:50:52.780714
• Title: QKD Oracles for Authenticated Key Exchange
• Title（参考訳）: 認証キー交換のためのQKD Oracles
• Authors: Kathrin Hövelmanns, Daan Planken, Christian Schaffner, Sebastian R. Verschoor,
• Abstract要約: 特に、QKDキーIDの不適切な処理は、AKEに対する依存鍵攻撃につながる。 AKEのセキュリティモデルに組み込むことで,暗号セキュリティ解析のためのQKDオラクルのユーザビリティを実証する。 これは、QKDの情報理論のセキュリティを維持するための、証明可能な最初のハイブリットプロトコルである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.3999481573773072
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Authenticated Key Exchange (AKE) establishes shared ('symmetric') cryptographic keys which are essential for secure online communication. AKE protocols can be constructed from public-key cryptography like Key Encapsulation Mechanisms (KEMs). Another approach is to use Quantum Key Distribution (QKD) to establish a symmetric key, which uses quantum communication. Combining post-quantum AKE and QKD appropriately may provide security against quantum attacks even if only one of the two approaches turns out to be secure. We provide an extensive review of existing security analyses for combined AKE and their formal security models, and identify some gaps in their treatment of QKD key IDs. In particular, improper handling of QKD key IDs leads to Dependent-Key attacks on AKE. As our main conceptual contribution, we model QKD as an oracle that closely resembles the standard ETSI 014 QKD interface. We demonstrate the usability of our QKD oracle for cryptographic security analyses by integrating it into a prominent security model for AKE, called CK+ model, thereby obtaining a security model for combined AKE that catches Dependent-Key attacks. In this model, we formally prove security of a new protocol that combines QKD with a triple-KEM handshake. This is the first provably secure hybrid protocol that maintains information-theoretic security of QKD.
• Abstract（参考訳）: 認証鍵交換(AKE)は、安全なオンライン通信に不可欠な共有(対称)暗号鍵を確立する。 AKEプロトコルは、KEM(Key Encapsulation Mechanisms)のような公開鍵暗号から構築することができる。 もう1つのアプローチは、量子鍵分配(QKD)を使用して、量子通信を使用する対称鍵を確立することである。 AKEとQKDの組み合わせは、2つのアプローチのうち1つだけが安全であると判明したとしても、量子攻撃に対するセキュリティを提供する可能性がある。 我々は、AKEとそれらの公式セキュリティモデルを組み合わせた既存のセキュリティ分析の広範なレビューを行い、QKDキーIDの扱いにおけるいくつかのギャップを特定します。 特に、QKDキーIDの不適切な処理は、AKEに対する依存鍵攻撃につながる。 我々の主要な概念的コントリビューションとして、標準的なETSI 014 QKDインタフェースによく似たオラクルとしてQKDをモデル化する。 我々は、CK+モデルと呼ばれるAKEのセキュリティモデルに統合することで、暗号化セキュリティ分析のためのQKDオラクルのユーザビリティを実証し、それによって、依存性キー攻撃をキャッチするAKEの組み合わせのセキュリティモデルを得る。 このモデルでは、QKDとトリプルKEMハンドシェイクを組み合わせた新しいプロトコルのセキュリティを正式に証明する。 これは、QKDの情報理論のセキュリティを維持するための、証明可能な最初のハイブリットプロトコルである。

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