論文の概要: QIAP: A Quantum-Inspired Authentication Protocol with BB84-Based Channel Monitoring

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.16124v1
• Date: Mon, 12 Oct 2026 03:40:17 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-19 07:36:36.935946
• Title: QIAP: A Quantum-Inspired Authentication Protocol with BB84-Based Channel Monitoring
• Title（参考訳）: QIAP:BB84に基づくチャネルモニタリングによる量子インスパイアされた認証プロトコル
• Abstract要約: ステートフルなハイブリッドフレームワークQIAPは、コミットメントベースのチャレンジレスポンス認証とBB84ベースの量子チャネル監視を組み合わせる。 1枝につき1000件の不正秘密試験で認証は成功しなかった。 その結果,QIAPは秘密ベースの身元認証とQBERに基づくチャネル障害評価を併用する軽量なフレームワークを提供することができた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.2693646792532856
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Authentication in quantum-aware communication settings requires mechanisms that verify user legitimacy while also assessing whether the communication channel exhibits excessive disturbance. This paper presents QIAP, a stateful hybrid framework that combines classical commitment-based challenge-response authentication with BB84-based quantum-channel monitoring. QIAP uses a dual-branch verification structure inspired by rectilinear and diagonal basis selection. In the rectilinear branch, the prover opens a hash-based commitment and the verifier checks consistency with the registered round token. In the diagonal branch, the prover returns an HMAC tag bound to the verifier nonce, round identifier, and submitted commitment without disclosing the round-specific sub-secret. Under the stated hash, HMAC, freshness, secure-registration, protected-storage, and high-entropy-secret assumptions, QIAP provides computational resistance to the modeled wrong-secret and replay attempts and protects the long-term master secret from direct recovery. After successful authentication, the BB84 module estimates the quantum bit error rate (QBER) and aborts the session when the measured value reaches or exceeds the configured threshold. In the reported simulation, no successful authentication was observed among 1,000 tested wrong-secret attempts per branch. The baseline and full intercept-resend conditions produced mean QBER values of approximately 0.02 and 0.25, respectively. The classical authentication stage required approximately 0.6 ms, and the implemented authentication messages required approximately 113 bytes per round. These results indicate that QIAP can provide a lightweight hybrid framework for combining secret-based identity verification with QBER-based channel-disturbance assessment under the stated threat model.
• Abstract（参考訳）: 量子認識通信設定における認証には、ユーザの正当性を検証し、通信チャネルが過剰な乱れを示すかどうかを評価するメカニズムが必要である。 本稿では,古典的コミットメントに基づくチャレンジ応答認証とBB84に基づく量子チャネルモニタリングを組み合わせた,ステートフルなハイブリッドフレームワークQIAPを提案する。 QIAPは、直交基底選択と対角基底選択にインスパイアされた二重分岐検証構造を用いる。 リチリニアブランチでは、証明者がハッシュベースのコミットメントを開き、検証者が登録されたラウンドトークンとの整合性をチェックする。 対角分岐では、証明者は検証名詞、ラウンド識別子に結びついたHMACタグを返し、ラウンド固有のサブシークレットを開示することなくコミットメントを提出する。 ハッシュ、HMAC、フレッシュネス、セキュアなレジストリ、保護されたストレージ、高エントロピー秘密の仮定の下で、QIAPは、モデル化された不正シークレットとリプレイの試みに対する計算的抵抗を提供し、長期マスターシークレットを直接的な回復から保護する。 認証が成功した後、BB84モジュールは量子ビットエラー率(QBER)を推定し、測定値が設定しきい値を超えた場合、セッションを中止する。 報告されたシミュレーションでは、各ブランチで1000件の不正シークレット試験が行われたが、認証は成功しなかった。 ベースラインと完全なインターセプト応答条件はそれぞれ0.02と0.25の平均QBER値を生成した。 古典的な認証には約0.6ミリ秒が必要で、実装された認証メッセージには1ラウンドあたり約113バイトが必要だった。 以上の結果から,QIAPは秘密ベースの身元認証とQBERに基づくチャネル障害評価を併用する軽量なハイブリッドフレームワークを,脅威モデルの下で提供できることが示唆された。

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