Analysis of an attenuator artifact in an experimental attack by Gunn-Allison-Abbott against the Kirchhoff-law-Johnson-noise (KLJN) secure key exchange system
Gunn-Allison-Abbott（GAA）最近的一篇论文[L. J. Gunn等人，Scientific Reports 4（2014）6461]认为基尔霍夫定律-约翰逊噪声（KLJN）安全密钥交换系统可能经历严重的信息泄漏。在这里，我们反驳他们的结果，并证明GAA的论点随之而来的一个严重的设计缺陷，在他们的系统。具体地，衰减器将单个基尔霍夫环路分成两个耦合环路，这是不正确的操作，因为单个环路对于KLJN系统中的安全性是必不可少的，因此GAA声称的信息泄漏是微不足道的。另一个后果是，一个完全防御的KLJN系统将无法正常工作，因为它内置了针对主动（入侵）攻击的电流比较防御。在本文中，我们破解GAA的计划通过一个基本的电流比较攻击，产生可以忽略不计的错误概率夏娃，即使没有平均的相关时间的噪声。
2014-11-04 cs.CR
Transient Attacks against the VMG-KLJN Secure Key Exchanger
本文将针对理想 KLJN 框架均方电压/电流瞬态攻击的防御协议分别用于 HL 与 LH 情形以加固 VMG-KLJN 密钥交换器，仿真表明信息泄漏可降至可忽略水平。
2023-09-29 cs.CR
Securing vehicle communication systems by the KLJN key exchange protocol
我们回顾了车载通信网络的安全要求，并提供了一些典型的通信安全解决方案的关键评估。我们还提出了一种新的无条件安全的车载通信架构，利用基尔霍夫定律约翰逊噪声（KLJN）的密钥分配方案。
2014-07-09 cs.CR
Statistical Random Number Generator Attack against the Kirchhoff-Law-Johnson-Noise (KLJN) Secure Key Exchange Protocol
本文介绍并论证了四种新的针对Kirchhoff定律-Johnson-Noise（KLJN）安全密钥交换方案的统计攻击。这些攻击利用Alice/Bob站点上的受损随机数生成器。研究了Alice/Bob和Eve的探测噪声之间的偏相关性，即Eve对Alice和Bob的探测噪声的知识是有限的，但不是零。我们探讨双边的情况下，夏娃有部分知识的爱丽丝和鲍勃的随机数发电机。结果表明，在这种情况下，夏娃可以破解的安全密钥位，她的探测噪声和测量的电压噪声在电线之间的最高互相关。她还可以通过在她的噪声电压和她对Alice/Bob的噪声电压的评估之间取得最高的互相关来破解安全密钥位。然后，我们探讨单方面的情况下，夏娃只有爱丽丝的随机数发生器，因此只有这些噪音（爱丽丝和夏娃）的部分知识。在这种情况下，Eve仍然可以破解安全密钥位，但对于足够低的错误概率，她需要使用整个位交换周期进行攻击。KLJN密钥交换方案的安全性与其他协议类似，需要随机数生成器输出对于Eve是真正随机的。
2021-10-06 cs.CR
Comments on the "Generalized" KLJN Key Exchanger with Arbitrary Resistors: Power, Impedance, Security
在（自然）科学报告5（2015）13653中，Vadai，Mingesz和Gingl（VMG）介绍了一种新的基尔霍夫定律-约翰逊噪声（KLJN）安全密钥交换器，该交换器使用4个任意电阻器（而不是原始系统中形成2个相同电阻器对的2个任意电阻值）进行操作。他们指出，在这个新的VMG-KLJN，非零功率流的非平衡系统中，两个（HL和LH）位值交换过程中的安全性与原始KLJN方案一样强。此外，他们声称，在实际条件下，他们的VMG-KLJN协议“支持更强大的攻击保护”。首先，我们研究了具有4个任意电阻的VMG-KLJN系统的功率流和热平衡问题。然后，我们介绍了一种新的KLJN协议，允许从4个电阻器中任意选择3个电阻器，同时通过利用第4个电阻器的特定值和为交换的（HL和LH）位值设置的二进制温度，在交换单个位期间仍然以零功率流运行。然后，我们表明，在一般情况下，KLJN计划与2个以上的任意电阻（包括我们的新协议上述）容易受到4个新的被动攻击，利用电缆中的寄生电容和电感，而原来的KLJN计划是自然免疫这些新的攻击。这些攻击所利用的安全漏洞的核心是HL和LH情况下的不同线路电阻。因此，与上面引用的声明和权利要求相反，实际的VMG-KLJN系统比原始的KLJN方案更不安全。我们引入另一个2，修改，非平衡KLJN系统，以消除对一些-但不是所有-这些攻击的脆弱性。然而，这样做的代价是第四电阻器的选择的任…
2020-10-08 cs.CR
Unconditionally Secure Wireless-Wired Ground-Satellite-Ground Communication Networks Utilizing Classical and Quantum Noise
针对卫星通信安全及量子计算等高级威胁，提出将基于经典物理的KLJN方案用于地-星网络，对比QKD验证其在成本、复杂度、环境适应性上的优势，为无条件安全通信提供实用替代方案。
2025-06-11 cs.CR
Time synchronization protocol for the KLJN secure key exchange scheme
信息理论上安全的基尔霍夫定律约翰逊噪声（KLJN）密钥交换方案，类似于量子密钥分配（QKD），也可能容易受到时钟攻击，其中Eve接管了信道中时钟同步的控制。本文介绍了一种适用于Alice和Bob的时间同步协议，该协议能够抵抗任意时间延迟攻击，包括对称和非对称攻击。我们提出并探讨了KLJN系统的时钟同步的各种方式，并提出了一个最终的协议，保持时间和硬件的完整性下任意攻击。
2022-07-14 cs.CR quant-ph
AC Loop Current Attacks Against The KLJN Secure Key Exchange Scheme
提出了一种新的对Kirchhoff-Law-Johnson-Noise（KLJN）安全密钥交换方案的攻击。该攻击利用Alice或Bob端的寄生（周期性）AC电压源。由于交流接地回路和电磁干扰（EMI），存在这种情况。在低频情况下，该过程是以前基于DC接地回路的攻击的一般形式。在高频情况下，利用线电压的功率谱。在低频率和高频率情况下都证明了攻击。针对攻击的防御协议也进行了讨论。
2020-05-22 cs.CR eess.SP
Current Injection Attack against the KLJN Secure Key Exchange
基尔霍夫-约翰逊-噪声（Kirchhoff-law-Johnson-noise，KLJN）方案是一种基于经典统计物理定律的统计/物理安全密钥交换系统，提供无条件的安全性。我们使用LTSPICE工业电缆和电路模拟器来模拟一个主要的主动（侵入式）攻击，电流注入攻击，对理想和实际的KLJN系统，分别。我们表明，两个安全增强技术，即瞬时电压/电流比较方法，和一个简单的隐私放大方案，独立有效地消除信息泄漏，并成功地保持系统的无条件安全。
2016-04-01 cs.CR cs.ET physics.class-ph
Critical analysis of the Bennett-Riedel attack on secure cryptographic key distributions via the Kirchhoff-law-Johnson-noise scheme
最近，Bennett和Riedel（BR）（http：//arxiv.org/abs/1303.7435v1）认为热力学在Kirchhoff定律-Johnson-noise（KLJN）经典物理密码交换方法中不是必需的，试图反驳KLJN方案的安全性。他们试图通过引入一种具有两个电池和两个开关的无耗散确定性密钥交换方法来证明这一点。在本文中，我们首先表明，BR的计划是非物理的，它的假设的一些元素违反了安全通信的基本协议。我们所有的分析都是基于一个技术上无限的夏娃，它具有无限精确和快速的测量，只受物理学和统计学定律的限制。对于非理想情况和主动（入侵）攻击，测量持续时间和统计误差之间的不确定性原则使得Eve不可能提取密钥，无论她测量的准确性或速度如何。为了证明热力学和噪声对安全性至关重要，我们以10种不同的方式通过被动攻击100%成功地破解了BR系统，并证明了相同的破解方法对于采用约翰逊噪声提供热力学第二定律支持的安全性的KLJN方案不起作用。我们还提出了一个批判性的分析，其他一些索赔BR，例如，我们证明了他们的方程描述零安全不适用于KLJN计划。最后，我们给出了数学安全性证明的每一个BR-攻击对KLJN计划，并得出结论，信息论（无条件）安全的KLJN方法尚未成功地挑战。
2013-10-20 cs.CR
Facts, myths and fights about the KLJN classical physical key exchanger
本文论述了基尔霍夫定律约翰逊噪声（KLJN）的经典统计物理密钥交换方法和调查的批评-往往源于缺乏了解其基本前提或其他错误-和我们的相关反应对这些，往往是非物理的，索赔。其中一些攻击是有效的，但是，扩展的KLJN系统仍然受到保护，可以抵御所有攻击，这意味着其无条件的安全性不会受到影响。
2014-08-18 cs.CR cs.ET
Cable Capacitance Attack against the KLJN Secure Key Exchange
Kirchhoff定律-Johnson-（类）-噪声（KLJN）密钥交换系统的安全性是基于经典统计物理的涨落耗散定理。类似于量子密钥分配，在实际情况下，由于构建元素的非理想性，存在小的信息泄漏，这可以通过隐私放大或其他技术来减轻，从而保持无条件（信息论）安全性。在本文中，工业电缆和电路模拟器LTSPICE被用来验证由于KLJN中的非理想性之一，寄生（电缆）电容的信息泄漏。仿真结果表明，隐私放大和/或电容杀手（电容补偿）的安排可以有效地消除泄漏。
2015-10-26 cs.CR cs.ET physics.class-ph
Generalized DC loop current attack against the KLJN secure key exchange scheme
研究了一种新的对基尔霍夫定律-约翰逊噪声（Kirchhoff Law Johnson Noise，KLJN）安全密钥分发系统的攻击方法，该方法在Alices和Bobs两端引入未知的寄生直流电压源.本文是我们早期的调查与单端寄生源的推广。假设夏娃不知道的寄生源的值，一个新的攻击，利用寄生直流电压源产生的电流，介绍。该攻击是数学分析和演示的计算机模拟。简单的防御方法对攻击显示。早期的防御方法仅基于Alice和Bob的端子处的电流/电压数据的比较在这里是无用的，因为导线电流和电压在两端是相等的。然而，更昂贵的版本的早期防御方法，这是基于现场系统模拟和比较与测量，有效地工作。
2019-09-30 cs.CR cs.ET
Random-resistor-random-temperature Kirchhoff-law-Johnson-noise (RRRT-KLJN) key exchange
本文介绍了两种新的Kirchhoff定律-约翰逊噪声（KLJN）安全密钥分配方案，它们是原KLJN方案的推广。第一种是随机电阻（RR-）KLJN方案，使用随机电阻，其值选自准连续集。众所周知，自从KLJN概念产生以来，这样的系统可以在密码学中工作，因为Alice和Bob可以从测量中计算未知的电阻值，但是RR-KLJN系统在先前的出版物中没有被解决，因为它被认为是不切实际的。现在讨论它的原因是第二种方案，随机电阻随机温度（RRRT-）KLJN密钥交换，受到Vadai，Mingesz和Gingl最近论文的启发，其中安全性被证明在非零功率流下保持。在RRRT-KLJN安全密钥交换方案中，电阻及其温度都是连续随机变量。我们证明了RRRT-KLJN方案的安全性可以在非零潮流下获胜，因此保证安全性的物理定律不是热力学第二定律，而是涨落耗散定理。Alice和Bob知道他们自己的电阻和温度，并且可以根据测量的电线中的电压、电流和功率流数据来计算通信信道另一端的电阻和温度值。然而，夏娃不能确定这些值，因为对她来说，有四个未知量，而她只能建立三个方程。RRRT-KLJN方案具有几个优点，并使所有以前对KLJN方案的攻击无效或不完整。
2015-10-01 cs.CR cs.ET
Enhanced secure key exchange systems based on the Johnson-noise scheme
本文介绍了Kirchhoff-Law-Johnson-（like）-Noise（KLJN）经典物理安全密钥交换方案的七个新版本和一个新的具有实际完美安全性的瞬态协议。虽然这些实际改进为非理想条件提供了逐步增强的安全性和/或速度，但提供安全性的基本物理定律保持不变。在“智能”KLJN（iKLJN）方案中，Alice和Bob利用了这样一个事实，即他们不仅确切地知道自己的电阻值，而且还知道他们自己的噪声的随机时间函数，这是他们在将其馈送到环路之前产生的。在“多”KLJN（MKLJN）系统中，Alice和Bob具有公开已知的不同电阻器的相同集合，其具有关于其组合的位解释的适当的、公开已知的真值表。在“密钥化”KKLJN（KKLJN）系统中，通过使用与先前共享的密钥的安全通信，Alice和Bob共享适当的时间相关的真值表，用于在生成下一个密钥期间的每个安全比特交换步骤的电阻器情况的比特解释。其余四个KLJN方案是上述协议的组合，以协同增强安全属性。这些是：“智能多重”（iMKLJN）、“智能键控”（iKKLJN）、“键控多重”（KMKLJN）和“智能键控多重”（iKMKLJN）KLJN密钥交换系统。最后，我们介绍了一个新的瞬态协议，提供实际完美的安全性，没有隐私放大，这是不需要在实际应用中，但它是为了正在进行的讨论。
2013-04-12 cs.CR cs.ET
Physical uncloneable function hardware keys utilizing Kirchhoff-law-Johnson-noise secure key exchange and noise-based logic
弱物理不可克隆功能（WPUF）加密密钥意味着硬件制造商可以克隆密钥，但其他任何人都无法做到这一点。强物理不可克隆功能（SPUF）加密密钥意味着即使是硬件制造商也无法克隆密钥。在本文中，首先我们引入了一个具有内在动态随机性的“超”强PUF，它不仅不可克隆，而且在每次使用过程中通过无条件安全的密钥交换更新为独立的密钥（具有新的随机性）。该解决方案利用基尔霍夫定律约翰逊噪声（KLJN）的方法进行动态密钥更新和一个一次性密码本的安全密钥的挑战/响应过程。安全密钥存储在芯片上的闪存中，以提供防篡改和非易失性存储器，在待机模式下具有零功率要求。显示了简化的PUF密钥：在第一次运行期间使用KLJN协议的强PUF，以及在其剩余寿命期间或直到其被重新初始化为止，用于质询/响应的基于噪声的逻辑（NBL）超空间向量串验证方法。最后，最简单的PUF使用NBL而不使用KLJN，因此它可以由制造商克隆，而不是由其他任何人克隆。
2013-07-26 cs.CR
TherMod Communication: Low Power or Hot Air?
本文批判性分析 TherMod 无线方案，指出其额外组件导致功耗显著增加，且原始 KLJN 安全性无法直接迁移，并与 2005 年已被证明不安全的隐蔽通信器相同，从而否定其“低功耗”与安全性主张。
2025-06-03 cs.CR
Man in the middle and current injection attacks against the KLJN key exchanger compromised by DC sources
这项研究解决了一个新的问题，关于Kirchhoff-Law-Johnson-Noise（KLJN）方案的安全性受到Alice和Bob处的DC源的影响：这些寄生源对主动攻击（如中间人（MITM）攻击或电流注入攻击）的影响是什么？令人惊讶的答案是，寄生DC源实际上增加了系统的安全性，因为在MITM攻击的情况下，它们更容易发现窃听。在某些情况下，Eve可以修复此缺陷，但随后问题被简化为KLJN方案免疫的原始MITM攻击，这已经在前面得到了证明
2020-04-03 cs.CR cs.SY eess.SY
Random Number Generator, Zero-Crossing, and Nonlinearity Attacks against the Kirchhoff-Law-Johnson-Noise (KLJN) Secure Key Exchange Protocol
本文提出了三种针对KLJN方案的新型攻击。第一种攻击类型是基于受损的RNG。第一次RNG攻击是确定性的。首先，夏娃知道这两种噪音。她可以通过欧姆定律和一位的权力，在一小部分的位交换期。第二，Eve只知道Bob的噪声，所以她可以通过欧姆定律学习Bob的电阻值，并在比特交换周期结束时学习Alice的电阻。她也可以使用排除法。第二次RNG攻击是统计性的。首先，夏娃对爱丽丝和鲍勃的噪音有部分了解。她可以通过在她的噪声和线路中测量的噪声之间取最高的互相关，以及通过在她的噪声和Alice/Bob的噪声之间取最高的互相关来破解比特。第二，夏娃只知道爱丽丝的噪音的一部分。她仍然可以破解钻头，但在钻头交换期之后。第二种攻击类型是基于热力学。以前，KLJN方案需要热平衡。然而，Vadai等人在（Nature）Science Reports中展示了一种修改的方案，其中存在非零热噪声，但系统抵抗所有已知的攻击。我们利用线电流和电压之间的重合事件，并表明存在非零信息泄漏。一旦热平衡恢复，系统就再次完全安全。最后一种攻击类型是基于噪声发生器的非线性。我们探讨了在第二和第三阶失真的影响。它表明，1%的失真导致一个显着的信息泄漏。我们还表明，降低有效温度的结果在KLJN计划接近完美的安全性。
2021-12-16 cs.CR cs.SY eess.SY
Comments On "A New Transient Attack On The Kish Key Distribution System"
Gunn、Allison和Abbott（GAA）最近发表的IEEE Access Paper提出了一种新的针对Kirchhoff定律-Johnson噪声（KLJN）安全密钥交换系统的瞬态攻击。攻击是有效的，但很容易为KLJN系统建立防御。在这里，我们注意到，GAA的论文包含了几个关于安全措施和经典物理中函数连续性的无效声明。这些缺陷在我们的论文中得到了澄清，其中我们还强调，KLJN系统的新版本对所有现有的攻击都具有免疫力，包括GAA的攻击。
2016-05-27 cs.CR
Unconditionally secure credit/debit card chip scheme and physical unclonable function
基于物理学的Kirchhoff定律-Johnson-noise（KLJN）密钥交换为信用卡/借记卡芯片认证和支付提供了一种新的简单的不可克隆系统。该方案的密钥交换、认证和通信都是无条件安全的，因此无论是基于数学的攻击还是基于概率的攻击都无法破解该方案。卡中芯片和终端之间的欧姆连接和短接线长度构成了KLJN协议的理想设置，即使是最简单的版本也为信用卡/借记卡芯片和物理不可克隆功能的应用提供了前所未有的安全性和隐私性。
2016-07-20 cs.CR cs.ET
On the security of the Kirchhoff-law-Johnson-noise (KLJN) communicator
给出了在实际条件下Kirchhoff律-Johnson-Noise（KLJN）密钥交换系统的信息论（无条件）安全性的一个简单而一般的证明。基于热力学第二定律的理想情况下的无条件安全性，即使在稍微非理想的条件下也普遍存在。这种安全级别由描述经典物理线性以及稳定非线性系统的函数的连续性来保证。即使没有隐私放大，Eve成功比特猜测的概率也收敛到0.5，即，完美的安全级别-接近理想条件时。
2013-09-16 cs.CR cs.ET
Noise properties in the ideal Kirchhoff-Law-Johnson-Noise secure communication system
在本文中，我们确定了理想的基尔霍夫定律约翰逊噪声（KLJN）安全密钥分发系统的无条件安全所需的噪声特性，使用简单的统计分析。物理定律已经表明，电阻器和约翰逊式噪声源可以提供无条件的安全性。然而，实际实现使用人工噪声发生器，因此是否也可以使用其他类型的噪声源和电阻值是一个问题。我们回答了这个问题，同时也为分析实际系统提供了理论基础。
2014-03-27 cs.CR
Random Number Generator Attack against the Kirchhoff-Law-Johnson-Noise Secure Key Exchange Protocol
本文介绍并证明了两种针对Kirchhoff定律-Johnson-Noise（KLJN）安全密钥交换方案的新攻击。这些攻击基于安全性受损的随机数生成器。首先，我们探讨的情况下，夏娃都知道爱丽丝和鲍勃的随机数发生器的种子。我们表明，在这种情况下，夏娃可以破解的安全密钥位内的一小部分的位交换周期，即使她的电流和电压测量只有一个单一的位的分辨率。在第二次攻击中，我们探讨了夏娃只知道爱丽丝的随机数生成器的种子的情况。我们表明，在这种情况下，夏娃仍然可以破解的安全密钥位，但她需要使用整个位交换期间的攻击。KLJN密钥交换方案的安全性与其他协议类似，需要随机数生成器输出对于Eve是真正随机的。
2020-05-21 cs.CR cs.SY eess.SY
Perspective -- On the thermodynamics of perfect unconditional security
一个安全的密钥分配（交换）方案是无条件安全的，如果它是不可破解的任意技术改进的计算能力和/或任何新的算法的发展。目前只有两类实验实现和测试的无条件安全密钥分发技术：量子密钥分发（QKD），量子密码学的基础，它利用量子物理光子特性;和基尔霍夫定律约翰逊噪声（KLJN）系统，它是基于经典统计物理（波动耗散定理）。本文的重点是KLJN系统的实际情况。在所有的原始作品中，所提出的KLJN方案需要通信方的设备之间的热平衡来实现完美的安全性。然而，Vadai等人在（Nature）Science Reports 5（2015）13653中示出了修改的方案，其中在各方之间存在非零热噪声能量流，然而系统似乎抵抗所有已知的攻击类型。我们针对他们的系统引入了一种新的攻击类型。新的攻击利用线电流和电压之间的重合事件。我们表明，有非零的信息泄漏对Escherichia滴管，即使在理想化的条件下。一旦热平衡恢复，系统又变得完全安全。总之，完美的无条件安全需要热平衡。
2021-05-26 cs.CR cs.SY eess.SY
Quantum Meets Statistical-Physical Secrecy: A Novel Hybrid Key Distribution Architecture
Tampere University（坦佩雷大学）；Koç University（科奇大学）
本文提出一种结合量子密钥分发和Kirchhoff定律-约翰逊噪声的混合密钥分发架构，通过优化光子BB84型QKD链路与并行有线KLJN链路协同工作，提升短距离基础设施的密钥生成效率和吞吐量。
2026-06-23 cs.CR cs.IT math.IT
Resource requirements and speed versus geometry of unconditionally secure physical key exchanges
网络连通性的不断增强以及网络攻击的数量和复杂程度的不断增加，都说明了无条件安全密钥交换的迫切需要。量子密钥分配（QKD）和基尔霍夫定律约翰逊噪声（KLJN）是信息理论上安全的两个概念。然而，这些概念需要对等（P2P）网络中的主机之间的专用连接，这可能是不切实际的和/或成本过高的。一种实用且成本有效的方法是使每个主机与其他主机共享它们各自的电缆，使得两个远程主机可以实现安全的密钥交换，而不需要额外的电缆或密钥交换器。在这篇文章中，我们分析了成本的复杂性，电缆，关键交换机，并在星形网络所需的时间。我们提到了星型网络的可靠性，并将其与其他网络几何结构进行了比较。我们还设想了一个协议和方程的安全位交换周期的数量需要在一个星形网络。然后，我们概述了其他网络的几何形状和权衡的可能性，似乎有趣的探索。
2015-04-24 cs.CR
Deterministic Random Number Generator Attack against the Kirchhoff-Law-Johnson-Noise Secure Key Exchange Protocol
本文证明了Kirchhoff定律约翰逊噪声（KLJN）安全密钥交换机的脆弱性，以妥协的随机数发生器（S），即使这些随机数是用来产生的噪声模仿爱丽丝和鲍勃的电阻的约翰逊噪声。所示的攻击是确定性的，因为Eve对Alice和/或Bob的随机数的了解基本上是确定性的。此外，除了极少发生的可忽略不计的随机等待时间和验证时间之外，不需要进行统计评价。我们探讨两种情况。在第一种情况下，夏娃知道爱丽丝和鲍勃的随机噪声。我们表明，在这种情况下，夏娃可以快速破解的安全密钥位使用欧姆定律。在另一种情况下，夏娃只知道鲍勃的随机噪音。然后Eve首先可以通过使用欧姆定律来学习Bob的电阻值。因此，她将具有与Bob相同的知识，因此在比特交换时段结束时，她将知道Alice的比特。
2020-12-08 cs.CR
Errors and their mitigation at the Kirchhoff-law-Johnson-noise secure key exchange
介绍了一种量化基尔霍夫-约翰逊-噪声（KLJN）安全密钥交换中错误概率的方法。由于噪声电压测量中的统计不准确性的错误的类型进行分类，并计算错误概率。最有趣的发现是，错误概率随单个比特交换的时间窗口的持续时间呈指数衰减。结果表明，它是可行的，有这么小的错误概率的交换位，不需要纠错算法。结果表明，与实际的考虑。
2013-10-20 cs.CR cs.ET
Kirchhoff Meets Johnson: In Pursuit of Unconditionally Secure Communication
本文探讨了利用噪声实现无条件安全通信，介绍了基于热噪声的 KLJN 安全密钥交换方案，并与 QKD 方案比较，还探索了空中传输噪声信号在隐蔽无线通信中的潜力。
2024-06-26 cs.CR cs.IT eess.SP
What kind of noise guarantees security for the Kirchhoff-Loop-Johnson-Noise key exchange?
本文是对我们最近一篇关于Kirchhoff-Law-Johnson-Noise（KLJN）安全密钥交换系统中噪声特性分析的补充[Gingl and Mingesz，PLOS ONE 9（2014）e96109，doi：10.1371/journal.pone.0096109]。在这里，我们使用纯粹的数学统计推导来证明，只有正态分布与特殊的缩放可以保证安全。我们的结果与早期的物理假设一致[Kish，Phys. Lett. A 352（2006）178 - 182，doi：10.1016/j.physleta.2005.11.062]。此外，我们已经进行了数值模拟表明，通信显然是不安全的噪声属性的选择不当。本文没有考虑使用时间和相关性分析来防止攻击。
2014-05-06 cs.CR
Current and voltage based bit errors and their combined mitigation for the Kirchhoff-law-Johnson-noise secure key exchange
本文对基尔霍夫-约翰逊-噪声（KLJN）密钥分配的当前测量模式下的比特错误进行了分类和分析。误差概率随比特交换周期和固定带宽的增加呈指数衰减，这与电压测量模式中的误差概率衰减类似。我们还分析了电压和电流模式的组合，以消除误差。在这种组合方法中，错误概率仍然是一个指数函数，随着比特交换周期的持续时间衰减，但它具有优越的保真度比以前的方案。
2014-02-13 cs.CR cs.ET
From cold resistor to secure key exchanger
利用以前发表的冷电阻电路，一个安全的密钥交换系统的设想和探索。构造了系统的电路实现并进行了仿真。类似于Pao-Lo密钥交换器，该系统在稳态极限下是安全的，但在瞬态情况下是可破解的。
2021-10-04 cs.CR
Key Exchange Trust Evaluation in Peer-to-Peer Sensor Networks with Unconditionally Secure Key Exchange
随着传感器网络利用率的不断提高，安全的重要性也变得更加深刻。许多行业都依赖传感器网络来执行关键任务，恶意实体可能会造成灾难性的破坏。我们提出了一种新的对等传感器网络的密钥交换信任评估，其中部分网络具有无条件安全的密钥交换。对于给定的传感器，具有无条件安全密钥交换的通道的部分越高，信任值越高。我们简要介绍了无条件安全的密钥交换的概念，并提到目前的信任措施在传感器网络。我们证明了新的密钥交换信任措施，在一个假设的传感器网络使用有线和无线通信信道。
2015-11-20 cs.CR
A Secure Web-Based File Exchange Server: Software Requirements Specification Document
本文介绍了一个安全文件交换系统原型的简要软件规范，该原型涉及用户通过浏览器和应用程序服务器进行相互认证，使用基于PKI的证书作为凭据，使用LDAP进行凭据管理，以及在应用程序和数据库服务器之间进行认证，以保持各方之间的高度信任。
2011-01-24 cs.CR
Design and Implementation of a Secure Web-Based File Exchange Server: Specification Design Document
我们报告的软件工程的设计和实现的Web和LDAP为基础的安全文件交换系统的双向身份验证的过程中所涉及的各方是用户的浏览器和应用程序服务器相互认证，应用程序和数据库服务器使用证书，凭据等进行身份验证。LDAP使用开源技术提供的目录服务。
2011-01-24 cs.CR
Kirchhoff-Law Johnson Noise Meets Web 3.0: A Statistical Physical Method of Random Key Generation for Decentralized Identity Protocols
本文提出利用基尔霍夫定律约翰逊噪声（KLJN）统计物理方法生成真正随机密钥，用于创建去中心化标识符（DID）并附加到以太坊区块链，以消除Web 3.0中伪随机密钥生成所需的额外计算能力。
2023-12-28 cs.CR
Airtnt: Fair Exchange Payment for Outsourced Secure Enclave Computations
我们提出了Airtnt，一种新的方案，使用户与CPU，支持可信执行环境（TEE）和远程认证出租计算时间的安全飞地不受信任的用户。Airtnt利用分布式账本上的TEE和智能合约的证明功能来保证支付和执行结果的公平交换。Airtnt利用链下支付渠道，允许请求者向执行节点支付执行状态的中间“快照”。实际上，这种逐步的“计算-支付”循环实现了不可信的现收现付的微支付。无论是请求者还是执行节点都不能走开并给另一方带来金钱损失。这还允许请求者在原始执行节点变得不可用或脱机时继续在其他执行节点上执行。
2018-05-16 cs.CR
Analysis and improvement of a strongly secure certificateless key exchange protocol without pairing
最近，Yang和Tan提出了一个无配对的无证书密钥交换协议，并声称他们的方案满足前向保密性，这意味着除非通信双方的全部用户密钥（包括私钥和临时秘密密钥）被泄露，否则任何对手都无法获得已经建立的会话密钥。然而，在本文中，我们指出，他们的协议实际上是不安全的，因为提出了一个攻击发起的对手谁已经学会了私钥的一方和短暂的秘密密钥的其他，但不是完整的用户密钥的双方。此外，为了弥补这一缺陷，本文还提出了一种改进的协议，该协议将私钥和临时秘密密钥紧密结合在一起生成会话密钥，从而有效地抵抗了上述攻击。
2011-12-03 cs.CR
Secure Encryption scheme with key exchange for Two server Architecture
在分布式环境中，身份验证和密钥交换机制起着重要作用。一般来说，为了进行身份验证，客户端和服务器相互交换公共密钥。在以前，密码存储在单个服务器上。如果入侵者通过使用一些恶意攻击获得对服务器的访问权限，那么存储在数据库中的所有密码都将被泄露。电子商务应用的安全性受到威胁。为了提高认证方案的效率和性能，我们引入了多个服务器来存储密码，并参与密钥交换和认证方案。即使单个服务器受到威胁，这也能确保整个系统的安全。随机生成的nonce对应于两级安全机制，其中攻击者伪装成合法用户并登录系统的范围被完全限制。在此方法中，密码存储在其等效的哈希值中，并存储在多个服务器上。这使得攻击者很难进行逆向工程和拦截，甚至从哈希值的片段中确定密码。在本文中，我们建立了一个安全的基于密码的认证方案，使用密钥交换。
2017-11-29 cs.CR
Dynamic Session Key Exchange Method using Two S-Boxes
本文提出了修改的Diffie-Hellman（DH）密钥交换方法。所提出的修改提供了比其他密钥交换方法更好的安全性。我们将提出一个动态的安全，同时实现所有三个功能，高效率，然后给出安全性分析。提出了一种安全、动态的密钥交换方法。签名、加密和密钥交换是密码学中最重要和最基本的工具。在大多数情况下，它们都需要提供不同的安全功能。另一方面，对密钥交换的有效组合也提出了一些建议。本文提出了一种动态、可靠、安全的会话密钥交换方法。此外，所提出的修改方法可以实现更好的性能效率。
2012-01-26 cs.CR
LSEG: A Lightweight and Secure Key Exchange Protocol for Smart Grid Communication
Florida Atlantic University（佛罗里达大西洋大学）
针对智能电网中资源受限设备的安全通信需求，提出轻量级密钥交换协议LSEG，利用Ed25519与Curve25519的双有理映射实现统一密钥对，实验验证其低开销与强安全性，适用于智能电网部署。
2025-11-10 cs.CR
DEXO: A Secure and Fair Exchange Mechanism for Decentralized IoT Data Markets
University of Kentucky（肯塔基大学）；Purdue University（普渡大学）
DEXO提出了一种去中心化的数据交换机制，通过硬件-密码学协同设计，实现数据保密性、来源可验证性和交易公平性，提升区块链效率。
2025-11-23 cs.CR
TRUCE: TRUsted Compliance Enforcement Service for Secure Health Data Exchange
University of Maryland, Baltimore County（马里兰大学巴尔的摩县分校）
TRUCE框架通过自动化合规流程和增强可信数据管理，旨在安全高效地处理健康数据交换中的合规问题。
2025-12-09 cs.CR
On the "cracking" scheme in the paper "A directional coupler attack against the Kish key distribution system" by Gunn, Allison and Abbott
最近，Gunn，Allison和Abbott（GAA）[http：//arxiv.org/pdf/1402.2709v2.pdf]提出了一种利用电磁波窃听Kirchhoff-law-Johnson-noise（KLJN）安全密钥分配的新方案.我们证明了在以前的文件[Fluct。噪音快报13（2014）1450016]，GAA的数学模型是非物理的。在这里，我们分析了GAA的破解方案，并表明，在无损失电缆的情况下，它提供的窃听信息比早期的（Bergou）-Scheuer-Yariv均方攻击少[Kish LB，Scheuer J，Phys. Lett. A 374（2010）2140 - 2142]，而其在有损电缆的情况下没有提供信息。我们还研究了GAA声称的在实验上能够区分两个相对方差差小于10 ^-8的高斯噪声的分布的能力（仅使用几个相关时间的统计数据）。通常，这种区别需要数亿次的相关性才能被观察到。我们确定了几个潜在的实验文物作为不良KLJN设计的结果，这可能导致GAA的断言：确定性电流由于杂散谐波分量引起的接地回路，直流偏移，混叠，非高斯功能，包括非线性和其他非理想的发电机，和时间导数性质的GAA的计划，往往会提高所有这些文物。
2014-06-26 cs.CR cs.ET
Persistent Asymmetric Password-Based Key Exchange
基于非对称密码的密钥交换是一种密钥交换协议，其中客户端和服务器共享低熵密码，而服务器另外拥有公钥的高熵秘密。对此有简单的解决办法（例如Halevi和Krawczyk（ACM TISSEC 1999）以及Boyarsky（CCS 1999）的改进）。在本文中，我们考虑了这种类型的协议的新威胁：如果服务器的高熵秘密被泄露（例如，由于密码分析、病毒攻击或管理不善），对手可能{ \em quickly}破解大量密码并造成无法计数的损失。在这种情况下，人们不应该期望该协议对于离线字典式攻击是安全的，因为否则，该协议实际上是安全的仅密码密钥交换，其中服务器也仅具有密码（通过使服务器高熵秘密公开）。当然，只有密码的密钥交换不会受到这种威胁，因为服务器根本没有高熵秘密。然而，已知的仅密码密钥交换不是非常有效（注意：我们只考虑没有随机预言机的协议）。这促使我们研究有效和安全的非对称密码密钥交换，以避免新的威胁。在本文中，我们首先提供了一个正式的模型，新的威胁，基本上我们需要主动的对手可以打破$\ell$密码在$α\ell |{\cal D}|$步骤（$α<1/2$）只有一个概率可以忽略不计接近$\exp(-β\ell)$的一些$β>0$。在此基础上，我们构建了一个基于非对称口令的密钥交换框架。我们证明了我们的协议在通常意义上是安全的。我们还表明，它可以防止新的威胁。为了做到这一点，我们引入了一种新的…
2010-09-26 cs.CR
EBAKE-SE: A Novel ECC Based Authenticated Key Exchange between Industrial IoT Devices using Secure Element
工业物联网（IIoT）旨在增强制造业和产品加工等各个行业提供的服务。IIoT面临着各种挑战，安全性是其中的关键挑战之一。身份验证和访问控制是任何基于工业物联网（IIoT）的工业部署的两个显著挑战。任何基于物联网的工业4.0企业都可以在数百个微型设备（如传感器、执行器、雾设备和网关）之间设计网络。因此，在传感设备或传感设备与用户设备之间阐明安全认证协议是物联网安全的重要步骤。在本文中，首先，我们提出了基于证书的方案的密码分析Das等人提出的类似的环境，并证明他们的计划是脆弱的各种传统的攻击，如设备匿名，MITM，和拒绝服务。然后，我们提出了一个设备间的认证方案，使用ECC（椭圆曲线密码），是高度安全和轻量级的相比，其他计划类似的环境。此外，我们提出了一个正式的安全性分析，使用随机预言机的ROR模型和非正式的安全性分析在Doleve-Yao通道。在本文中，我们提出了建议的计划与现有的计划的通信成本，计算成本和安全指标的基础上的比较，证明建议EBAKE-SE是高效，可靠，值得信赖的其他现有的计划相比，设备间认证。最后，我们给出了一个使用MQTT协议的EBAKE-SE的实现
2022-07-27 cs.CR
Provably Secure Non-interactive Key Exchange Protocol for Group-Oriented Applications in Scenarios with Low-Quality Networks
针对现有多方非交互式密钥交换协议计算成本高的问题，提出仅基于双线性映射的动态群组安全高效NIKE协议，支持非交互式密钥更新与固定大小密文传输，在k-BDHE假设下可证明安全且效率更优。
2024-07-13 cs.CR
A Novel Provably Secure Key-Agreement Using Secret Subgroup Generator
本文提出并分析了一种新的密钥协商方案。除了在共享秘密密钥不可否认性模型下可证明安全外，该方案还有一个有趣的功能：：在使用循环子群上的幂运算建立密钥协商的同时，隐藏了该循环子群的生成元，从而使方案能够抵抗能够解决离散对数问题的对手，这意味着该方案可能成为后量子密钥交换方案的候选者.
2021-06-07 cs.CR
Shake-n-Shack: Enabling Secure Data Exchange Between Smart Wearables via Handshakes
自古希腊以来，握手就一直是两个人之间常用的友好姿态，以表达信任和尊重，或形成相互协议。在本文中，我们表明，这种物理接触可以用来引导用户所佩戴的智能设备之间的安全网络联系。关键的观察是，在握手期间，虽然属于两个不同的用户，但参与握手事件的两只手通常是刚性连接的，因此表现出非常相似的运动模式。我们提出了一种新的Shake-n-Shack系统，该系统在用户握手过程中从手腕佩戴的智能设备（如智能手表或健身带）获取运动数据，并利用匹配的运动模式在双方上生成对称密钥。所生成的密钥然后可以用于建立用于在设备之间交换数据的安全通信信道。这为许多应用（例如，交换/共享联系人详细信息、在社交网络上交友、或者甚至进行支付）提供了更加自然和用户友好的替代方案，因为它不涉及额外的定制硬件，也不要求用户执行预定义的手势。我们在现成的智能手表上实现了所提出的Shake-n-Shack系统，广泛的评估表明，它可以在大约1秒的握手后可靠地生成128位对称密钥（成功率>99%），并且能够抵御实时模仿攻击：在我们的实验中，平均出错率（EER）仅为1.6%。我们还表明，所提出的Shake-n-Shack系统可以是非常轻量级的，并且能够在资源受限的智能手表上原位运行，而不会导致过多的资源消耗。
2018-01-23 cs.CR
Secure Exchange of Digital Goods in a Decentralized Data Marketplace
我们正在解决仅使用加密协议和公共区块链来保证诚实交易的真实私人信息交易问题。在这个项目中，我们考虑三种类型的代理-买家，卖家和公证人-在一个分散的隐私保护数据市场（dPDM），如Wibson数据市场进行交互。该框架为个人提供了基础设施和经济激励，以在保护个人隐私的同时安全地出售个人信息。在这里，我们提供了一个有效的加密原语的数据在dPDM中的安全交换，这发生在一个原子操作，其中数据买方获得访问数据和数据卖方同时获得报酬。
2019-07-29 cs.CR cs.CY
Cryptoanalysis of a key exchange protocol based on a congruence-simple semiring action
本文通过提出一种攻击方法，证明了先前基于同余-单半环作用的密钥交换协议不安全，该攻击能从任何此类半环的公开信息中揭示共享密钥。
2024-02-13 cs.CR
End to End Secure Data Exchange in Value Chains with Dynamic Policy Updates
本文提出了一种基于CP-ABE的端到端安全数据交换系统，用于解决价值链中敏感数据保护与动态访问策略更新问题，并通过实验验证了其在资源受限的IIoT平台上的可行性。
2022-09-13 cs.CR
Cryptanalysis of an Identity-Based Authenticated Key Exchange Protocol
认证密钥交换（AKE）协议代表了一种重要的加密机制，它使多方能够在开放的网络上安全地进行通信。Elashry，Mu和Susilo在2015年提出了一种基于身份的认证密钥交换（IBAKE）协议，其中不同的各方通过他们的公共身份建立安全通信。作者还为IBAKE协议引入了一个新的安全概念，称为弹性，即如果一组参与方之间的共享秘密被泄露或泄露，他们可以生成另一个全新的共享秘密，而无需建立新的密钥交换会话。然后他们证明了他们的IBAKE协议满足这个安全概念。我们分析了他们的协议的安全性，并证明了它有一个重大的安全缺陷，这使得它对模仿攻击不安全。我们还反驳了他们的计划提出的攻击，对手可以计算任何共享秘密密钥，如果只是一个秘密位泄漏的弹性属性。
2017-10-30 cs.CR
