論文の概要: QuIKS: Near-Zero Latency Key Supply with Adaptive Buffering for Resource-Efficient Quantum Key Distribution Networks
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.09144v1
- Date: Fri, 10 Apr 2026 09:22:51 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-13 17:57:53.796963
- Title: QuIKS: Near-Zero Latency Key Supply with Adaptive Buffering for Resource-Efficient Quantum Key Distribution Networks
- Title（参考訳）: QuIKS:資源効率の良い量子キー配信ネットワークのための適応バッファリング付きニアゼロレイテンシキーサプライ
- Authors: Yuxin Chen, Zite Xia, Jian Li, Kaiping Xue, Zhonghui Li, Lutong Chen, Ruidong Li,
- Abstract要約: 量子鍵分配(QKD)ネットワークは、情報理論的に安全な鍵を遠隔者に提供する。
QIKSは、ニアゼロレイテンシー鍵供給性能を保証するために必要な最小バッファサイズを決定する新しい解析モデルに基づいて構築される。
実QKDネットワークテストベッドの実験では、QuIKSはキーバッファサイズを10倍以上に削減しながら、ほぼゼロのキーサプライレイテンシを実現する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 33.44123939361452
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Quantum key distribution (QKD) networks provide information-theoretically secure keys for distant parties, emerging as a vital alternative to classical cryptography infrastructures threatened by quantum computing. In QKD networks, the immediacy of key supply service is crucial to the security and performance of applications, as their data must be encrypted before transmission. While key buffering can enable instant key supply services, existing schemes rely on heuristic solutions that incur prohibitive key resource consumption, thus significantly hindering practical deployment. To address this issue, we propose QuIKS, an instant key supply scheme based on adaptive buffering, offering the dominant advantage of near-zero key supply latency while consuming ultra-low key resources (i.e., ultra-low buffer size). Specifically, it is built upon a novel analytical model that determines the minimum buffer size required to guarantee near-zero-latency key supply performance. Guided by this model, QuIKS introduces a lightweight two-phase control algorithm that dynamically determines key relaying requests and adjusts the buffer size by probing real-time application patterns and network conditions. Experiments on a real QKD network testbed demonstrate that QuIKS achieves near-zero key supply latency while providing a more than 10-fold reduction in key buffer size compared to state-of-the-art schemes.
- Abstract（参考訳）: 量子鍵分散(QKD)ネットワークは、量子コンピューティングによって脅かされる古典的な暗号インフラにとって重要な代替手段として、情報理論的に安全な鍵を提供する。
QKDネットワークでは、キーサプライサービスの即時性がアプリケーションのセキュリティとパフォーマンスに不可欠である。
キーバッファリングは、即時キーサプライサービスを可能にするが、既存のスキームは、キーリソース消費を禁止しているヒューリスティックなソリューションに依存しており、実用的なデプロイメントを著しく妨げている。
この問題に対処するため、適応バッファリングに基づく即時鍵供給方式QuIKSを提案し、超低鍵リソース(すなわち、超低バッファサイズ)を消費しながら、ほぼゼロ鍵供給遅延のアドバンテージを提供する。
具体的には、ニアゼロレイテンシー鍵供給性能を保証するために必要な最小バッファサイズを決定する新しい解析モデルに基づいて構築される。
このモデルによって導かれたQuIKSは、キーリレー要求を動的に決定し、リアルタイムアプリケーションパターンとネットワーク条件を探索することでバッファサイズを調整する軽量な2相制御アルゴリズムを導入している。
実QKDネットワークテストベッドの実験では、QuIKSはキーバッファサイズの10倍以上の削減を実現しつつ、ほぼゼロのキーサプライレイテンシを実現している。
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