論文の概要: Quantum Secure Biometric Authentication in Decentralised Systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.04852v1
• Date: Thu, 08 Jan 2026 11:42:18 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-09 17:01:53.181408
• Title: Quantum Secure Biometric Authentication in Decentralised Systems
• Title（参考訳）: 分散システムにおける量子セキュアバイオメトリック認証
• Authors: Tooba Qasim, Vasilios A. Siris, Izak Oosthuizen, Muttukrishnan Rajarajan, Sujit Biswas,
• Abstract要約: 中央集権されたアーチテクチュアは、機密データの集約によってプライバシーと懐疑的な問題を引き起こす。 本研究は, 量子セキュアな生体認証システムのための通信プロトコルを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9347066036125967
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Biometric authentication has become integral to digital identity systems, particularly in smart cities where it en-ables secure access to services across governance, trans-portation, and public infrastructure. Centralised archi-tectures, though widely used, pose privacy and scalabil-ity challenges due to the aggregation of sensitive biomet-ric data. Decentralised identity frameworks offer better data sovereignty and eliminate single points of failure but introduce new security concerns, particularly around mu-tual trust among distributed devices. In such environments, biometric sensors and verification agents must authenticate one another before sharing sensitive biometric data. Ex-isting authentication schemes rely on classical public key infrastructure, which is increasingly susceptible to quan-tum attacks. This work addresses this gap by propos-ing a quantum-secure communication protocol for decen-tralised biometric systems, built upon an enhanced Quan-tum Key Distribution (QKD) system. The protocol incorpo-rates quantum-resilient authentication at both the classical and quantum layers of QKD: post-quantum cryptography (PQC) is used to secure the classical channel, while authen-tication qubits verify the integrity of the quantum channel. Once trust is established, QKD generates symmetric keys for encrypting biometric data in transit. Qiskit-based sim-ulations show a key generation rate of 15 bits/sec and 89% efficiency. This layered, quantum-resilient approach offers scalable, robust authentication for next-generation smart city infrastructures.
• Abstract（参考訳）: バイオメトリック認証は、特にガバナンス、トランスポート、公共インフラ間のサービスへのセキュアなアクセスを可能にするスマートシティーにおいて、デジタルアイデンティティシステムにとって不可欠なものとなっている。 中央集権された古テクチュアは広く使われているが、機密性のあるバイオメトリデータの集約によってプライバシーと懐疑的な問題を引き起こす。 分散IDフレームワークは、データ主権の向上と単一障害点の排除を提供するが、特に分散デバイス間の相互信頼に関する新たなセキュリティ上の懸念を導入する。 このような環境では、バイオメトリックセンサーと検証エージェントは、機密なバイオメトリックデータを共有する前に互いに認証する必要がある。 既存の認証方式は、古典的な公開鍵基盤に依存しており、クオンタム攻撃の影響を受けやすくなっている。 本研究は,Quan-tum Key Distribution (QKD)システム上に構築された,量子セキュアな生体認証システムのための通信プロトコルを提案することで,このギャップに対処する。 このプロトコルはQKDの古典的層と量子的層の両方で量子レジリエント認証をインコーポレートする: ポスト量子暗号(PQC)は古典的なチャネルを確保するために使用され、一方、認証キュービットは量子チャネルの完全性を検証する。 信頼が確立されると、QKDはトランジット中の生体データを暗号化するための対称鍵を生成する。 Qiskitベースのシミュレートは、15ビット/秒のキー生成率と89%の効率を示す。 この階層化された量子レジリエントなアプローチは、次世代のスマートシティインフラストラクチャに対して、スケーラブルで堅牢な認証を提供する。

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