Lightweight Authentication for Quantum Key Distribution

量子密钥分配 计算机科学 量子密码学 钥匙(锁) 认证(法律) 计算机网络 计算机安全 量子 量子信息 物理 量子力学
作者
Evgeniy O. Kiktenko,Aleksei Malyshev,Maxim A. Gavreev,Anton A. Bozhedarov,N. O. Pozhar,M. N. Anufriev,Aleksey K. Fedorov
出处
期刊:IEEE Transactions on Information Theory [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:66 (10): 6354-6368 被引量:8
标识
DOI:10.1109/tit.2020.2989459
摘要

Quantum key distribution (QKD) enables unconditionally secure communication between distinct parties using a quantum channel and an authentic public channel. Reducing the portion of quantum-generated secret keys, that is consumed during the authentication procedure, is of significant importance for improving the performance of QKD systems. In the present work, we develop a lightweight authentication protocol for QKD based on a `ping-pong' scheme of authenticity check for QKD. An important feature of this scheme is that the only one authentication tag is generated and transmitted during each of the QKD post-processing rounds. For the tag generation purpose, we design an unconditionally secure procedure based on the concept of key recycling. The procedure is based on the combination of almost universal 2 polynomial hashing, XOR universal 2 Toeplitz hashing, and one-time pad (OTP) encryption. We demonstrate how to minimize both the length of the recycled key and the size of the authentication key, that is required for OTP encryption. As a result, in real case scenarios, the portion of quantum-generated secret keys that is consumed for the authentication purposes is below 1%. Finally, we provide a security analysis of the full quantum key growing process in the framework of universally composable security.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
mirror应助迷路孤丝采纳,获得10
刚刚
1秒前
1秒前
berg发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
项阑悦完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
CipherSage应助勾勾云采纳,获得10
3秒前
呆头鹅发布了新的文献求助10
4秒前
orixero应助WangYZ采纳,获得10
4秒前
淡定棒球完成签到,获得积分20
4秒前
无花果应助TianxingLiu采纳,获得10
5秒前
KD发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
ssss完成签到,获得积分10
6秒前
orixero应助iligll采纳,获得10
6秒前
scvshty完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
刘加加发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
M_letter关注了科研通微信公众号
7秒前
8秒前
小绵羊贝拉耳完成签到,获得积分10
9秒前
风清扬发布了新的文献求助10
9秒前
流年羽完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
历坷小梦完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
11秒前
嘉2026发布了新的文献求助10
11秒前
科研通AI6.1应助11采纳,获得10
12秒前
12秒前
pluviophile完成签到,获得积分10
12秒前
scvshty发布了新的文献求助10
12秒前
十三完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
那部发布了新的文献求助10
13秒前
CyrusLee完成签到,获得积分10
13秒前
liushu发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
IEST-RP-CC018: Cleanroom Cleaning and Sanitization: Operating and Monitoring Procedures 600
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6527604
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8320656
关于积分的说明 17811328
捐赠科研通 5629232
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2930266
邀请新用户注册赠送积分活动 1907004
关于科研通互助平台的介绍 1766510