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Publicação
Semi-Quantum Conference Key Agreement (SQCKA)
| Nome: | Descrição: | Tamanho: | Formato: | |
|---|---|---|---|---|
| 14.62 MB | Adobe PDF |
Autores
Orientador(es)
Resumo(s)
A need in the development of secure quantum communications is the scalable extension
of key distribution protocols. The greatest advantage of these protocols is the fact that its
security does not rely on mathematical assumptions and can achieve perfect secrecy. In
order to make these protocols scalable, has been developed the concept of Conference
Key Agreements, among multiple users.
In this thesis we propose a key distribution protocol among several users using a
semi-quantum approach. We assume that only one of the users is equipped with quantum
devices and generates quantum states, while the other users are classical, i.e., they are only
equipped with a device capable of measuring or reflecting the information. This approach has
the advantage of simplicity and reduced costs.
We prove our proposal is secure and we present some numerical results on the lower
bounds for the key rate. The security proof applies new techniques derived from some
already well established work.
From the practical point of view, we developed a toolkit called Qis|krypt⟩ that is able to
simulate not only our protocol but also some well-known quantum key distribution protocols.
The source-code is available on the following link:
- https://github.com/qiskrypt/qiskrypt/.
Uma das necessidades no desenvolvimento de comunicações quânticas seguras é a extensão escalável de protocolos de distribuição de chaves. A grande vantagem destes protocolos é o facto da sua segurança não depender de suposições matemáticas e poder atingir segurança perfeita. Para tornar estes protocolos escaláveis, desenvolveu-se o conceito de Acordo de Chaves de Conferência, entre múltiplos utilizadores. Nesta tese propomos um protocolo para distribuição de chaves entre vários utilizadores usando uma abordagem semi-quântica. Assumimos que apenas um dos utilizadores está equipado com dispositivos quânticos e é capaz de gerar estados quânticos, enquanto que os outros utilizadores são clássicos, isto é, estão apenas equipados com dispositivos capazes de efectuar uma medição ou refletir a informação. Esta abordagem tem a vantagem de ser mais simples e de reduzir custos. Provamos que a nossa proposta é segura e apresentamos alguns resultados numéricos sobre limites inferiores para o rácio de geração de chaves. A prova de segurança aplica novas técnicas derivadas de alguns resultados já bem estabelecidos. Do ponto de vista prático, desenvolvemos uma ferramenta chamada Qis|krypt⟩ que é capaz de simular não só o nosso protocolo como também outros protocolos distribuição de chaves bem conhecidos. O código fonte encontra-se disponível no seguinte link: - https://github.com/qiskrypt/qiskrypt/.
Uma das necessidades no desenvolvimento de comunicações quânticas seguras é a extensão escalável de protocolos de distribuição de chaves. A grande vantagem destes protocolos é o facto da sua segurança não depender de suposições matemáticas e poder atingir segurança perfeita. Para tornar estes protocolos escaláveis, desenvolveu-se o conceito de Acordo de Chaves de Conferência, entre múltiplos utilizadores. Nesta tese propomos um protocolo para distribuição de chaves entre vários utilizadores usando uma abordagem semi-quântica. Assumimos que apenas um dos utilizadores está equipado com dispositivos quânticos e é capaz de gerar estados quânticos, enquanto que os outros utilizadores são clássicos, isto é, estão apenas equipados com dispositivos capazes de efectuar uma medição ou refletir a informação. Esta abordagem tem a vantagem de ser mais simples e de reduzir custos. Provamos que a nossa proposta é segura e apresentamos alguns resultados numéricos sobre limites inferiores para o rácio de geração de chaves. A prova de segurança aplica novas técnicas derivadas de alguns resultados já bem estabelecidos. Do ponto de vista prático, desenvolvemos uma ferramenta chamada Qis|krypt⟩ que é capaz de simular não só o nosso protocolo como também outros protocolos distribuição de chaves bem conhecidos. O código fonte encontra-se disponível no seguinte link: - https://github.com/qiskrypt/qiskrypt/.
Descrição
Palavras-chave
Quantum Mechanics Physics Optics Cryptography Cybersecurity