論文の概要: Quantum Vault: Secure Token Authentication Without Classical State Information Benchmarked on IBMQ

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.03564v1
• Date: Tue, 05 May 2026 09:37:05 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-06 19:35:43.875942
• Title: Quantum Vault: Secure Token Authentication Without Classical State Information Benchmarked on IBMQ
• Title（参考訳）: 量子Vault:IBMQでベンチマークされた古典的な状態情報のないセキュアなトークン認証
• Authors: Lucas Tsunaki, Boris Naydenov,
• Abstract要約: 量子トークンは、量子マネーとネットワーク提案の根底にあるプリミティブである。 このようなアーキテクチャに対する関連性はあるが見過ごされているタイプの攻撃は、トークン状態の古典的な側面情報を発行エージェントから盗むハッカーである。 我々の提案では、トークン状態に関する古典的なサイド情報を削除し、代わりにトークンのコピーを銀行に格納することで、この脅威を回避する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Quantum tokens are underlying primitives for quantum money and network proposals, which leverage the no-cloning theorem to realize unforgeable authentication. A relevant but overlooked type of attack to such architectures is a hacker that steals the classical side information of the token states from the issuing agent (e.g. a bank), allowing the forgery of fake tokens without violating no-cloning theorem. Our proposal avoids this threat by removing classical side information about the token states, where instead a copy of the token is stored at the bank, i.e. a quantum vault. This copy can be accessed by anyone to perform authentication, consuming the token pair in the process. Our protocol is benchmarked and quality parameters are identified within a hardware agnostic framework employing three cloud-based IBM quantum (IBMQ) processors, such that the protocol is applicable to arbitrary quantum platforms. By comparing the efficiency with which genuine tokens are produced and authenticated with a possible query attack scenario, we demonstrate the security of the protocol. Where we achieve probabilities lower than $10^{-4}$ for false-negative errors and $10^{-18}$ for successful attacks when considering quantum bills composed of 200 tokens, even in the worst performing hardware. The quantum vault not only symmetrically protects both user and bank with the same quantum principles, but provides a step towards public key authentication, since any untrusted party can have authentication access granted from the bank to the tokens without being able to clone them, assuming they have a quantum channel with the vault. Besides public accessible verifiability, our proposal naturally achieves standard unforgeability, traceability and revocability.
• Abstract（参考訳）: 量子トークンは量子マネーとネットワークの提案の根底にあるプリミティブであり、非閉鎖定理を利用して偽造不可能な認証を実現する。 このようなアーキテクチャに対する関連性はあるものの、見過ごされたタイプの攻撃は、トークン状態の古典的な側面情報を発行エージェント(例えば銀行)から盗み、偽のトークンの偽造を非閉鎖定理に違反することなく行えるハッカーである。 我々の提案では、トークン状態に関する古典的なサイド情報を削除し、代わりにトークンのコピーを銀行、すなわち量子金庫に格納することで、この脅威を回避する。 このコピーは、誰でもアクセスして認証を行い、そのプロセスでトークンペアを消費する。 本プロトコルは,クラウドベースのIBM量子(IBMQ)プロセッサを3つ使用したハードウェア非依存のフレームワーク内で,任意の量子プラットフォームに適用可能な品質パラメータをベンチマークし,そのパラメータを同定する。 実際のトークンを生成・認証する効率をクエリ攻撃シナリオと比較することにより,プロトコルのセキュリティを実証する。 最悪性能のハードウェアでも、200トークンからなる量子請求書を考えると、偽陰性エラーに対して10^{-4}$、攻撃を成功させるために10^{-18}$より低い確率が得られる。 量子ヴォールトは、同じ量子原理でユーザーと銀行の両方を対称的に保護するだけでなく、公的な鍵認証へのステップを提供する。 パブリックアクセス可能な検証性に加えて,提案手法は,標準の偽造性,トレーサビリティ,無効性を自然に実現している。

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