論文の概要: Spectral side channels in quantum key distribution under laser damage

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.11701v1
• Date: Fri, 12 Dec 2025 16:31:44 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-15 15:48:11.841008
• Title: Spectral side channels in quantum key distribution under laser damage
• Title（参考訳）: レーザー損傷下における量子鍵分布のスペクトル側チャネル
• Authors: Binwu Gao, Junxuan Liu, Ekaterina Borisova, Hao Tan, Mingyang Zhong, Zihao Chen, Qingquan Peng, Weixu Shi, Anastasiya Ponosova, Vadim Makarov, Anqi Huang,
• Abstract要約: 量子鍵分布(QKD)系の送信機では、高密度の波長分割多重化器(DWDM)が量子信号と同期信号の組み合わせに使われるのが一般的である。 照射されたレーザーパワーが特定の閾値を超えると、特定のDWDM試料がスペクトル特性に顕著な変化を示すことを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.266583656404784
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: In the transmitter of a quantum key distribution (QKD) system, a dense wavelength-division multiplexer (DWDM) is typically used to combine quantum and synchronization signals and is directly connected to the quantum channel. As a result, it becomes the first optical component exposed to laser-injection attacks. Therefore, understanding the behavior of DWDMs under such attacks is essential for assessing the practical security of QKD systems. In this work, we systematically investigate the characteristics of DWDMs under high-power laser illumination. Our experimental results show that certain DWDM samples exhibit pronounced changes in their spectral features once the injected laser power surpasses a specific threshold. Taking the Trojan-horse attack as an illustrative example, we further perform a theoretical analysis of the resulting spectral side channel and show that it can reduce the maximum secure transmission distance to below 66.9% of its original value. By combining experimental observations with theoretical modeling, this study advances the understanding of the influence of DWDMs on the practical security of QKD systems.
• Abstract（参考訳）: 量子鍵分布(QKD)システムの送信機では、高密度の波長分割多重化器(DWDM)が一般に量子信号と同期信号を組み合わせるために使用され、量子チャネルに直接接続される。 その結果、レーザー注入攻撃に晒された最初の光学部品となる。 したがって、このような攻撃下でのDWDMの動作を理解することは、QKDシステムの実用的安全性を評価する上で不可欠である。 本研究では,高出力レーザー照射下でのDWDMの特性を系統的に検討する。 実験の結果,DWDM試料は特定のしきい値を超えるとスペクトル特性が顕著に変化することが判明した。 トロイの木馬攻撃を例にとり、結果のスペクトル側チャネルの理論解析を行い、それが元の値の66.9%以下まで最大安全な送信距離を減少させることができることを示す。 本研究は,実験的な観察と理論モデリングを組み合わせることで,QKDシステムの実用的安全性に対するDWDMの影響の理解を深める。

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