This paper demonstrates the vulnerability of the Kirchhoff-Law-Johnson-Noise (KLJN) secure key exchanger to compromised random number generator(s) even if these random numbers are used solely to generate the noises emulating the Johnson noise of Alice's and Bob's resistors. The attacks shown are deterministic in the sense that Eve's knowledge of Alice's and/or Bob's random numbers is basically deterministic. Moreover, no statistical evaluation is needed, except for rarely occurring events of negligible, random waiting time and verification time. We explore two situations. In the first case, Eve knows both Alice's and Bob's random noises. We show that, in this situation, Eve can quickly crack the secure key bit by using Ohm's Law. In the other situation, Eve knows only Bob's random noise. Then Eve first can learn Bob's resistance value by using Ohm's Law. Therefore, she will have the same knowledge as Bob, thus at the end of the bit exchange period, she will know Alice's bit.
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。
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。
Notes on Recent Approaches Concerning the Kirchhoff-Law-Johnson-Noise-based Secure Key Exchange
我们批判性地分析了[Physics Letters A 373(2009)901-904]中的结果和主张。我们表明,在模拟中出现的强大的安全漏洞只是一个文物,而不是由“多次反射”。由于在信号最短波长5%的电缆长度处不存在波模式,因此不存在波来反射它。在高波阻抗限制下,模拟中使用的条件严重非物理(要求电缆直径比已知宇宙的测量尺寸大28000倍),结果是由于非物理值而产生的建模伪影。在低电缆阻抗限值下,观察到的伪影是由于违反了推荐(和测试)条件,忽略了电缆电容限制,并使用了比推荐长约100倍的电缆,而没有电缆电容补偿装置。我们实现和分析了刘的循环器的一般电路,并确认它们在概念上是安全的,对被动攻击。我们引入了一个不对称的,更强大的版本没有反馈回路。然后我们通过主动攻击来破解所有这些系统:基于循环器的中间人攻击。最后,我们分析了所提出的方法,以提高安全性,只丢弃高风险位。我们指出了不同类型的高风险比特之间的差异,并显示了一些简单的密钥交换协议的这种策略的不足。
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。
A Distributed Computing Perspective of Unconditionally Secure Information Transmission in Russian Cards Problems
考虑了$A$通过被窃听者$C$偷听到的公共通告向$B$秘密发送信息的问题。为了通过确定性协议来实现这一点,它们的输入必须是相关的。相关输入使用一副牌来表示。存在公知的签名$(a,b,c)$,其中$n = a + b + c + r$和$A$得到一副$n$卡中的$a$卡,$B$得到$b$卡,而$C$得到$c$卡。使用确定性协议,$A$根据她的手来决定其通告。利用编码理论、Johnson图和加法数论中的技术,从分布式计算理论出发,分析了$A$需要发送的信息量,同时防止$C$学习到一手牌.在一个极端,即广义的俄罗斯牌问题中,$B$希望学习$A$的所有牌,而在另一个极端,$B$希望学习$A$的牌。
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。