Problems of Security Proofs and Fundamental Limit on Key Generation Rate in Quantum Key Distribution
指出现有的BB84型量子密钥分发协议在联合攻击下对纠错码的处理是不正确的，对迹距安全准则的一般解释也是不正确的。通过对准则的正确解释以及对纠错码和隐私放大码的正确处理，证明了即使对于一个理想的系统，在集体攻击下，最大可容忍的量子比特错误率约为1.5%，即使在如此低的速率下，也不能用实际的纠错码生成网络密钥，这与文献中的说法相反。
2012-05-21 quant-ph
Security of Quantum Key Distribution
阐述了量子密钥分发（QKD）所面临的安全问题，着重讨论了那些本质上属于密码学和信息论的问题，而不是那些基于物理学的问题。安全标准的问题得到解决。它表明，攻击者的成功概率的基本标准的安全性，任何理论的安全标准必须涉及，以便有操作意义。分析了目前普遍采用的迹距判据的错误解释。QKD协议的安全性证明的讨论和评估方面的三个主要特点：其有效性，完整性，和充分性的数字安全水平。在所有这些方面都发现了问题。QKD的安全情况似乎与QKD生成的密钥几乎完全安全的常见看法截然不同。在我们的讨论中，建立了一个简单但完整的经典密钥分配的信息论安全性的定量描述，也适用于量子情况。在附录中，我们提供了一些主要的QKD安全性证明的历史的简要概述，当前QKD证明的安全性与传统的对称密钥密码的安全性的比较，以及反对意见和答案的列表有关的一些主要观点的文件。
2016-02-24 quant-ph
Violation of Bell's inequality: criterion for quantum communication complexity advantage
我们证明了，对于每一个贝尔不等式和广泛的一类协议，总是存在一个多方通信的复杂性问题，其中协议的协助下违反不等式的状态是更有效的比任何经典的协议。此外，对于这个优点，贝尔不等式违反是一个必要和充分的标准。因此，违背贝尔不等式的意义超越了不可分离性的非最优证明。
2002-10-14 quant-ph
On the Foundations of Quantum Key Distribution - Reply to Renner and Beyond
在最近的一份笔记（arXiv：1209.2423）中，Renner声称Hirota和Yuen对量子密钥分发安全基础的批评源于一个逻辑错误。在本文中，它表明，伦纳歪曲索赔的袁和广田同时采用一个主要定理的袁在代替自己以前的错误。这导致了他的不连贯的立场，忽视了破坏当前安全要求的定量安全标准水平，这是Yuen和Hirota批评的主要观点。这个安全标准问题在文献中从未得到过适当的解决，在这里进行了充分的讨论，就像对QKD安全性的几个常见误解一样。本文还讨论了其他一些基础问题，进一步揭示了量子密钥分发安全性证明的不稳定性。
2013-10-22 quant-ph
The failure of Ontological Excess Baggage as a Criterion of the Ontic Approaches to Quantum Theory
本文讨论了量子本体论的超重行李的概念，首先提出的哈代。有人认为，在这里，这一想法并没有意义，因为建议在他的文件。这里表明，如果这个概念是正确的分析，它不能构成任何威胁的本体方法的量子理论一般。
2010-05-20 quant-ph
Problems of Existing Unconditional Security Proofs in Quantum Key Distribution
在文献中反复且持续地声称，特定的迹准则$d$将保证量子密码学中的通用组合安全性。这是目前量子密钥分发中无条件安全要求的唯一依据。在本文中，它表明，只是对已知明文攻击时，所产生的密钥用于直接加密是不提供的$d$。该问题与现有量子密钥分发无条件安全性证明中的几个普遍问题直接相关。一些问题将澄清有关的性质，真正的安全，隐私放大，密钥生成率和数学方法需要在具体的协议中确定。
2012-10-15 quant-ph
Unconditional Security In Quantum Key Distribution
量子密钥分发中的许多协议，特别是单光子BB84协议，在理论上都是无条件安全的。在本文中，它指出，这种说法的唯一已知的定量理由是基于不正确的断言。精确的安全要求描述在攻击者的序列和比特错误概率估计的关键。在何种程度上可以满足这些要求，从一个适当的跟踪距离标准建立。结果表明，在具体的协议与理想的设备可获得的定量的安全水平并不排除严重的安全破坏，除非隐私放大更适当地应用。
2012-07-02 quant-ph
Classical light steering leading to quantum-like security
我们展示了如何单系统转向可以表现出的经典光，一个功能起源于叠加在经典光学，也使纠缠和贝尔违反经典光束。单系统转向是量子域中爱因斯坦-波多尔斯基-罗森（EPR）转向的时间模拟，能够控制远程系统的状态，因此可以连接到两个远程方之间的密钥生成的安全性。当在两个不同的时间进行位移宇称测量时，我们推导出了单模相干态的转向准则。利用经典相空间中的细粒度不确定性关系，计算了Bennett-Barnard 1984（BB84）协议在高斯克隆攻击下的安全界，得到了一个理想的类量子密钥速率.
2016-06-27 quant-ph
Experimental Guesswork with Quantum Side Information using Twisted Light
猜测是一种信息理论量，可以被视为熵的替代安全标准。最近的工作已经建立了理论框架的猜测在量子边信息的存在下，我们扩展了理论和实验。我们认为猜测时的边信息组成的BB84国家和他们的高维推广。有了这些辅助信息，我们可以计算每个维度的两种不同场景的猜测。然后，我们使用拉盖尔-高斯模式进行原理验证实验，以实验方式计算BB84状态的高维广义猜测。我们发现，我们的实验结果与我们的理论预测吻合得很好。这项工作表明，猜测可以是一个可行的安全标准，在加密任务，并在实验中访问了一些光学设置。
2022-11-16 quant-ph
Guesswork with Quantum Side Information
正确猜测一个随机变量的实现平均需要的最少猜测次数是多少？这个问题的答案导致梅西在1994年引入了一个称为猜测的量的概念，它可以被视为熵的替代安全标准。在本文中，我们考虑了存在量子边信息的猜测，并表明一般的顺序猜测策略等效于执行单个测量并从结果中选择猜测策略。我们利用这个结果推导出熵的一次性和渐近界的猜测存在的量子边信息，并制定了一个半定规划（SDP）计算的数量。我们评估的猜测一个简单的例子，涉及的BB84国家，无论是数值和分析，并证明了连续性的结果，证明了安全性略有不完善的关键状态时，猜测被用作安全标准。
2021-12-24 quant-ph
Security of quantum key distribution with intensity correlations
针对高速诱骗态QKD中脉冲强度相关性泄露强度设置信息的问题，提出一种仅需量化相关范围和最大相对偏差两个参数的通用安全性分析技术，并给出渐近密钥率公式的非标准推导。
2021-12-03 quant-ph
Essential lack of security proof in quantum key distribution
现有的关于量子密钥分发的无条件安全性证明，特别是对于BB84协议及其变体（包括连续变量协议）的无条件安全性证明，在很多地方都是无效或不完整的。在本文中，我们讨论了一些主要的已知问题，特别是那些在操作安全保证和纠错。最基本的要点是，在这样的协议中没有安全参数，并且在技术和流行文献中广泛要求的跟踪距离准则$d\leqε$下，生成的密钥不是具有概率$\geq 1-ε$的完美密钥。关于QKD生成的密钥的这个错误的许多严重的安全后果将被解释，包括对可实现的安全级别的实际分歧。它将显示如何纠错问题本身可能已经藐视严格的定量分析。还将涉及其他各种问题。本文指出，通过放弃扰动-信息折衷原理，而采用已知的量子噪声中的密钥通信（KCQ）原理和一种新的诱饵比特方法（DBM）原理，可以得到更有效的量子密码系统的严格安全保证。
2013-10-22 quant-ph
Monte Carlo approach to the evaluation of the security of device-independent quantum key distribution
本文提出蒙特卡洛方法分析多设置设备无关量子密钥分发的信息论安全，给出密钥率上界与探测效率要求，并表明增加测量可降低效率阈值。
2023-12-11 quant-ph
Security of quantum bit string commitment depends on the information measure
无条件安全的非相对论比特承诺在经典和量子世界中都是不可能的。然而，当一次提交一个n比特的字符串时，我们能把量子极限延伸多远？在这封信中，我们介绍了一个量子方案的框架，其中Alice向Bob提交了一串n位的字符串，以这种方式，她只能欺骗a位，而Bob可以在揭示阶段之前学习最多b位的信息。我们的结果是双重的：我们通过一个显式的构造表明，在传统的方法中，其中揭示概率和猜测概率形成安全标准，不存在好的方案：a+b至少是n。然而，如果我们使用一个更自由的安全标准，即可访问的信息，我们构造了a= 4log n+O（1）和b=4的方案，这在经典上是不可能的。我们的研究结果显着扩展了量子比特承诺的已知不可行结果。
2006-11-09 quant-ph
Concurrence of arbitrary dimensional bipartite quantum states
我们导出了任意维两体量子态的纠缠度的解析下界。一个功能关系建立有关的并发，Peres-Horodecki标准和重新排列的标准。我们证明了对于某些混合量子态，我们的界是精确的。通过对许多束缚纠缠态的纠缠度进行定量计算，说明了该方法的重要性，其中有些束缚纠缠态不能用通常的纠缠度估计方法来确定.
2005-07-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Cryptographic security of quantum key distribution
这项工作的目的是作为一个介绍密码安全和广泛使用的量子密钥分发（QKD）的安全定义的动机。我们回顾了一个协议在更大的密码学环境中可用所必需的安全性概念，即，以使其在与其他安全协议组合时保持安全。然后，我们推导出相应的QKD的安全标准。我们提供了几个例子，QKD组成的顺序和并行与不同的密码方案来说明如何组成的协议的错误是单个协议的错误之和。我们还讨论了用于量化这些错误的距离度量的操作解释。
2014-09-11 cs.CR cs.IT math.IT
The Einstein-Podolsky-Rosen Paradox and Entanglement 2: Application to Proof of Security for Continuous Variable Quantum Cryptography
在以前的文件中，某些可测量的标准已经推导出来，这是足以证明存在的爱因斯坦-波多尔斯基-罗森（EPR）的相关性测量连续变量的结果。在这里，它显示了如何这样的EPR标准，它不需要完美的EPR相关性，可以用来证明连续变量量子加密方案的安全程度（类似于Ekert提出的），其中爱丽丝和鲍勃希望构建一个安全的序列值从测量连续变量EPR相关字段发送从一个遥远的来源。它被证明，演示的EPR准则上的爱丽丝和鲍勃的联合统计迫使一个必要的损失的能力，推断结果共享的爱丽丝和鲍勃，通过测量上执行的任何第三个通道可能代表一个窃听者（夏娃）。这个结果没有假设传输给Alice和Bob的场的量子源的性质，除了在最终检测器位置观察到EPR相关性。以这种方式，提供了一种在存在一些损失和低于最佳相关性的情况下建立安全性的手段，并且在Alice和Bob检测到字段之前，针对Eve所采用的任何窃听策略。
2001-12-07 quant-ph
A Quantum Non-Gaussianity Criterion Based on Photon Correlations $g^{(2)}$ and $g^{(3)}$
Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
提出一种基于二阶和三阶关联函数 $g^{(2)}$ 和 $g^{(3)}$ 的衰减鲁棒量子非高斯性充分判据，并通过量子点单光子源实验验证，违反经典高斯态混合不等式达100个标准差以上。
2026-06-24 quant-ph
The significance of measurement independence for Bell inequalities and locality
量子关联的局域和确定性模型总是可能的，正如Brans在1988年明确指出的那样：人们只需要被测量的物理系统与执行测量的物理系统通过某种共同的原因具有适当的统计相关性。因此，为了推导出诸如贝尔不等式之类的不可行结果，测量独立性的假设是至关重要的。这是一个令人惊讶的强假设-小于1/15比特的先验相关性足以用于两个量子比特的单态的局部模型-对量子通信协议的安全性具有影响。事实上，如果没有这个假设，任何统计相关性，即使是那些似乎允许明确的超光速信号，有一个相应的局部确定性模型。有人认为，“量子非定域性”是一个不好的术语，测量独立性并不等同于“实验自由意志”。Brans的1988模型被推广到任何两个d维量子系统之间的关联的局部确定性模型所需的先验关联不超过2log d比特。
2015-11-15 quant-ph
The Laws of Physics and Cryptographic Security
这篇论文的思考主要来自与其他物理学家的对话，因为我们一起试图学习一些密码学，但也来自与几个经典密码学家的对话。本文的主旨是试图探索将物理学纳入我们的思维在各个层面上的密码安全的后果。我首先讨论两个基本的密码学原则，即安全性不能依赖于协议的保密性，以及从物理角度来看，我们的本地环境必须是安全的。我继续解释为什么根据定义，一个特定的密码任务，不经意的传输，是不符合量子力学的有效性的信念。更确切地说，不经意传输定义了不存在于任何（复杂）希尔伯特空间中的状态和操作。我继续论证量子密码学的“黑箱”方法的谬误，在这种方法中，经典密码学家只是相信物理学家为他们提供安全的量子密码子协议，然后他们试图将其纳入更大的密码系统。以免量子密码学家开始感到过于自满，我讨论的事实是，目前实现的量子密钥分发只是技术上的安全，而不是“无条件”的安全，有时声称。接下来，我从物理的角度研究了安全实验室的概念，并通过对希望通信的各方建立物理参考系的必要性（经常被忽视）的加密意义进行了一些观察。
2002-02-25 quant-ph
Securing practical quantum communication systems with optical power limiters
在量子密码系统中，控制未经授权的光信号的能量是实现安全性的重要标准。在这里，我们提出了一种基于热光散焦效应的无源光功率限制器设备，提供了一个可靠的功率限制阈值，可以很容易地调整，以适应各种量子应用。此外，该器件对各种信号变化（例如波长、脉冲宽度）都具有鲁棒性，这对于实现安全性很重要。此外，我们通过实验证明，所提出的设备不会损害量子通信信号，因为它对光子的强度，相位或偏振自由度的影响非常小（如果不是，可以忽略不计），因此使其适用于一般通信目的。为了展示其在量子密码学中的实际效用，我们展示并讨论了三个潜在的应用：（1）具有增强的安全性以抵抗一般类型的特洛伊木马攻击的独立于测量设备的量子密钥分发，（2）使用功率限制器作为抵抗明亮照明攻击的对策，以及（3）功率限制器的应用潜在地增强了即插即用量子密钥分发的实现安全性。
2021-03-02 quant-ph
Security of device-independent quantum key distribution via monogamy relations from multipartite information causality
该研究证明多方信息因果性（IC）可推导贝尔不等式违反的强一夫一妻关系，能确保设备无关量子密钥分发（DIQKD）抗后量子个体攻击的安全性，而两方IC无法实现该效果，凸显多方框架的必要性。
2025-10-01 cs.IT math.IT quant-ph
Message Randomization and Strong Security in Quantum Stabilizer-Based Secret Sharing for Classical Secrets
通过在经典秘密的量子稳定器秘密共享方案的编码过程中引入消息随机化，提高了其访问结构设计的灵活性。我们推广Gilbert-Varshamov界的确定性编码的随机编码的经典秘密。我们还提供了一个显式的例子斜坡秘密共享方案，其经典秘密中的多个符号被透露给一个中间集，并证明了将传统的秘密共享的强安全性标准的必要性。最后，利用量子稳定子构造了一个显式的强安全Ramp秘密共享方案，在相同的共享大小和访问结构下，该方案比McEliece-Sarwate强安全Ramp秘密共享方案能够支持两倍于经典方案的大秘密.
2020-09-13 cs.CR cs.IT math.IT
Non-malleability for quantum public-key encryption
不可延展性是公钥加密（PKE）的一个重要安全属性。它的重要性是由于在这种设置中完整性和真实性保证的基本不可否认性，使其成为仅使用PKE而无需数字签名即可实现的最强完整性属性。在这项工作中，我们将这一概念推广到量子公钥加密的设置。克服臭名昭著的“记录障碍”已知从广义的其他完整性一样的安全概念量子加密，我们概括了一个等效的经典定义，基于比较的不可延展性，并显示它可以实现。此外，我们探讨了一次性的非可塑性概念，从文献中定义明文和密文的变体，并通过表征它们的关系的密钥加密。
2021-03-26 cs.CR quant-ph
Large deviation analysis for quantum security via smoothing of Renyi entropy of order 2
本文利用二阶 Rényi 熵平滑分析经典与量子场景中的哈希安全性，给出 $L_1$ 可区分性和修正互信息准则的安全界及指数衰减率，并推广至 $\varepsilon$-almost dual universal$_2$ 哈希与密钥生成。
2013-09-17 cs.CR cs.IT math.IT
Probability distributions over CSS codes: two-universality, QKD hashing, collision bounds, security
本文通过引入新型等距映射，刻画CSS码上的概率分布，证明二泛QKD哈希协议的安全性依赖于随机矩阵的纯化态，并给出安全界。
2026-07-02 cs.IT math.IT math.PR
