Security of quantum key distribution with passive basis choice and detection-efficiency mismatch for a realistic satellite setup
Russian Quantum Center（俄罗斯量子中心）；QSpace Technologies（QSpace科技有限公司）；Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）；National University of Science and Technology MISIS（国立研究技术大学MISIS）；Technische Universität Braunschweig（布伦瑞克工业大学）
本文针对真实卫星QKD场景中探测效率失配显著的问题，提出适配诱骗态方法的被动基选择BB84协议秘密密钥率精确估计方法，为墨子号卫星与兹韦尼哥罗德地面站间QKD实验提供密钥率估计。
2026-11-06 quant-ph
Incorporating device characterization into security proofs
University of Waterloo（滑铁卢大学）
本文提出一个严格框架，将设备参数认证或表征程序与量子密钥分发（QKD）安全证明相结合，明确安全证明与认证程序的具体要求，并澄清可有效得出的结论类型。
2026-05-29 quant-ph
Security limitation on a class of device-independent quantum key distribution
近年来，基于Clauser-Horne-Shimony-Holt不等式的设备无关（DI）量子密钥分发协议被提出.然而，作为一个统计规律，一定程度的波动是必须允许的。我们表明，窃听者可以利用这个属性，以获得显着的一部分的秘密密钥，通过替换一些DI非本地盒与本地的。相反，相同的欺骗策略不适用于协议的设备相关（DD）版本。因此，这种DI协议的安全性低于DD协议。
2013-08-09 quant-ph
Security Analysis of Measurement-device-independent Quantum Secure Direct Communication
量子安全直接通信（QSDC）是量子通信的一个重要分支，它不需要加密和解密，直接在量子信道上传输机密信息。它不仅可以防止传输过程中的窃听，而且还消除了与密钥存储和管理相关的安全漏洞。最近，已经构建了测量设备无关（MDI）QSDC协议，其中测量由不可信方使用不完美的测量设备来执行，并且MDI-QSDC消除了源于测量设备中的不完美的安全漏洞，使得QSDC能够与当前技术一起应用。本文对MDI-QSDC的安全性进行了定量分析。导出了安全容量，并给出了安全容量的下界。研究发现，MDI-QSDC的保密容量仅略低于采用完善测量设备的QSDC。因此，通过牺牲少量的容量，QSDC对于电流测量设备是可能的。
2020-06-26 quant-ph
Weak randomness in device independent quantum key distribution and the advantage of using high dimensional entanglement
我们表明，在设备无关的量子密钥分发协议的随机性的隐私是至关重要的。对于次线性测试样本大小，即使窃听者最轻微的猜测概率也会完全危及安全性。我们表明，利用测试样本和测量选择的组合攻击，即使是线性大小的测试样本和其他设备独立的安全考虑，也会损害安全性。我们显式地推导出检索安全性所需的样本大小作为随机性质量的函数。我们证明，利用真正的高维系统的功能，可以减少这种弱点，并提供设备独立的安全性更强大的弱随机性源。
2013-09-11 quant-ph
Security of device-independent quantum key distribution protocols: a review
设备无关的量子密钥分发（DI-QKD）通常被视为安全性方面的最终密钥交换协议，因为它可以在未表征的黑盒设备上安全地执行。DI-QKD的出现关闭了困扰当前QKD系统的几个漏洞和侧通道。虽然实现DI-QKD协议在技术上具有挑战性，但最近已经有了原理证明，这是理论和实验取得进展的结果。在这篇综述中，我们将介绍DI-QKD，概述相关的实验，以及分析其安全性所需的理论和技术。最后，我们展望了未来的DI-QKD研究。
2023-02-17 quant-ph
Physical Security of Chip-Based Quantum Key Distribution Devices
本文针对芯片化MDI-QKD设备的物理安全，研究利用片上监测光电二极管、光学隔离和幅度调制器布局来检测并抵御特洛伊木马攻击。
2024-08-29 quant-ph
Continuous-variable measurement-device-independent quantum key distribution: Composable security against coherent attacks
在有限规模的情形下，对连续变量测量设备无关的量子密钥分发（CV MDI QKD）进行了严格的安全性分析。安全性证明分两步得到：首先评估集体高斯攻击的安全性，然后通过高斯-德-菲内蒂约简扩展到最一般的相干攻击类。我们的结果结合了最近的国家最先进的安全证明CV QKD与最小熵演算和参数估计的新发现。在这样做时，我们提高了有限大小的估计的秘密密钥速率。我们的结论证实，CV MDI协议允许大城市规模的高速率，并且可以在10^7-10^9量子信号传输后针对最一般的相干攻击类实现非零密钥速率，这取决于损耗和噪声以及所需的安全级别。
2018-06-09 quant-ph
Quantum Complementarity Approach to Device-Independent Security
互补性是量子力学的基本特征。一个观测量的本征态的准备意味着其互补观测量的完全随机性。在量子密码学中，互补性允许我们根据相位误差校正来制定安全分析。然而，在提供安全性而不需要设备特征的设备无关机制中，这个概念变得更加微妙。与设备无关的量子密码任务的安全性证明通常很复杂，并且与它们更标准的依赖于设备的同类任务的安全性证明完全不同。现有的证明对实验提出了巨大的挑战，其中大数据量的要求是一个关键。在这里，我们展示了设备无关任务的互补安全起源。通过将互补性与量子非局域性联系起来，我们将设备无关方案改造成一个量子纠错协议。超越相同和独立分布的情况下，我们考虑最一般的攻击。我们将经典Shannon理论中的样本熵推广到有限大小分析中。我们的方法具有良好的有限尺寸性能，并带来了设备无关的计划，以更实用的制度。将其应用于最近基于离子阱的设备无关量子密钥分发实验中的数据，可以将对数据大小的要求降低到不到三分之一。此外，互补方法可以自然地扩展到优势关键蒸馏，以通过容忍更高的损失和更低的透射率来简化实验。
2022-10-11 quant-ph
Security Analysis and Improvement of Source Independent Quantum Random Number Generators with Imperfect Devices
量子随机数发生器（QRNG）作为一种真正的随机性源在许多应用中是必不可少的，如数字模拟和密码学。近年来，一种源无关的量子随机数发生器（SI-QRNG）已经被实现，它可以在源不可信的情况下产生安全的随机数。然而，SI-QRNG中使用的可信但不完美的设备的测量漏洞尚未被充分挖掘，这将导致安全问题，特别是在高速系统中。在这里，我们指出和评估的安全漏洞，实际不完善的测量设备在SI-QRNG。通过重新计算条件最小熵和增加监控器，提出了相应的对策。此外，通过考虑有限尺寸效应，我们表明，后脉冲的影响可以超过有限尺寸效应与大量的采样轮。该协议简单有效，提高了SI-QRNG在实际应用中的安全性以及与高速测量设备的兼容性，为构建超高速、安全认证的商用SI-QRNG系统奠定了基础。
2021-01-12 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
Secure quantum key distribution with realistic devices
原则上，量子密钥分发（QKD）提供基于物理定律的信息理论安全。然而，在实践中，现实设备的缺陷可能会导致偏离安全分析中使用的理想模型。量子密码破译者能否通过利用侧信道成功破解真实系统？量子密码制造者能设计出创新的反制措施来挫败量子密码破译者吗？本文综述了量子密码制码和量子密码破译的理论和实验研究进展。经过无数次的尝试，研究人员现在彻底了解并能够管理实际的缺陷。最近的进展，如测量设备无关协议，已经关闭了物理实现中的关键侧通道，为实际设备的安全QKD铺平了道路。
2020-02-19 quant-ph
Versatile security analysis of measurement-device-independent quantum key distribution
与测量设备无关的量子密钥分发（MDI-QKD）是目前已知的唯一一种能够完全克服检测侧信道攻击的量子密钥分发方案。然而，尽管它的实际重要性，没有标准的方法来证明MDI-QKD的安全性。在这里，我们提出了一个简单的数值方法，可以有效地计算几乎紧的安全边界的任何离散调制MDI-QKD协议。为了证明我们的方法的广泛实用性，我们用它来分析相干态MDI-QKD的安全性，诱饵态MDI-QKD与泄漏源，和双场QKD的变体称为相位匹配QKD。在所有的数值模拟（使用现实的检测模型），我们发现，我们的方法提供了显着更高的秘密密钥速率比目前的安全证明技术。有趣的是，我们还发现，相位匹配QKD仅使用两个相干的测试状态是足够的，以克服量子密钥分配的基本速率距离限制。综上所述，这些发现表明，我们的安全证明方法实现了一个通用的，快速的，可能是最佳的方法对实际MDI-QKD系统的安全验证。
2020-04-24 quant-ph
Detector-device-independent QKD: security analysis and fast implementation
量子密钥分发（QKD）中最紧迫的问题之一是探测器旁道攻击问题。为了克服这个问题，研究人员提出了一种优雅的“时间反转”QKD协议，称为测量设备无关QKD（MDI-QKD），它基于时间反转纠缠交换。然而，MDI-QKD比标准的点对点QKD更难实现。最近，一种称为检测器设备无关的QKD（DDI-QKD）的中间QKD协议已经被提出来克服MDI-QKD的缺点，希望它最终会导致一个更有效的检测器侧通道自由的QKD系统。在这里，我们分析了DDI-QKD的安全性，并阐明其安全假设。我们发现，DDI-QKD并不等同于MDI-QKD，但其安全性可以通过合理的假设来证明。在更实际的方面，我们考虑了DDI-QKD的可行性，并提出了一个快速的实验演示（时钟频率为625 MHz），能够交换密钥超过90公里。
2016-07-19 quant-ph
Apply current exponential de Finetti theorem to realistic quantum key distribution
在现实的量子密钥分发（QKD）中，Alice和Bob分别从一个未知的信道中得到一个量子态，该信道的维数可能是未知的。然而，在讨论安全性时，有时需要知道确切的维数，因为目前的指数de Finetti定理与维数密切相关，并且只能应用于有限维的情况。在这里，我们详细解决这个问题。我们表明，如果POVM元素对应的爱丽丝和鲍勃的测量结果可以很好地描述在一个有限维子空间具有足够小的误差，那么尺寸的爱丽丝和鲍勃的状态几乎可以被视为有限的。由于安全性是由光滑熵很好地定义的，光滑熵与密度矩阵连续，因此状态的小误差实际上意味着安全性的小变化。从而解决了未知维系统的安全性问题。最后证明了对于外差检测的连续变量量子密钥分配和差分相移量子密钥分配，在密钥大小无限的情况下，集体攻击是最优的。
2009-01-18 quant-ph
Security of the Bennett 1992 quantum-key distribution against individual attack over a realistic channel
在信道存在损耗和噪声的情况下，对两态量子密钥分发抗个体攻击的安全性进行了估计。我们假设Alice和Bob使用两个非正交的单光子偏振态。为了使我们的分析简单，我们提出了一个修改后的B92协议，其中Alice和Bob利用不确定的结果，Bob执行一种对称化的接收状态。使用该协议，Alice和Bob可以估计Eve的信息增益作为反映设备的缺陷或Eve的干扰的几个参数的函数。在某些参数区域，Eve的最大信息增益表现出反直觉的行为，即它随着扰动量的增加而减小。对于一个小的噪声率夏娃可以提取完美的信息的情况下，爱丽丝的两个状态之间的角度是小的或大的，而她不能提取完美的信息的中间角度。我们还估计了密钥增益，这是每一个脉冲的密钥的净增长。我们显示的区域，修改后的B92协议在一个现实的信道是安全的，对个人的攻击。
2002-12-31 quant-ph
Security bound of continuous-variable measurement-device-independent quantum key distribution with imperfect phase reference calibration
在实际的与测量设备无关的连续变量量子密钥分发（CV-MDI-QKD）中，相位基准校准是满足贝尔态测量（BSM）需要的一个必要步骤。然而，在实际应用中，相位基准校准可能变得不完美。我们探讨了在有损耗和有噪声的量子信道条件下，非理想相位参考校准的CV-MDI-QKD的实际安全性。具体而言，一个全面的框架，开发的模型和表征的实际相位基准校准操作的不完善性，这主要是由两个远程激光器的非同步在MEMS中造成的。安全性分析表明，不完善的相位基准校准对CV-MDI-QKD协议的性能和安全性有显著的负面影响。在渐近极限下，推导了反向协调协议对不完美相位基准校准引入的过量噪声的严格安全界，并给出了CV-MDI-QKD协议对过量噪声的容忍度.该安全分析框架在不改变现有CV-MDI-QKD系统结构的前提下，消除了相位基准校准不完善带来的安全隐患。
2019-04-22 quant-ph
Weak randomness completely trounces the security of QKD
在通常的量子协议的安全性证明中，对手（Eve）被期望对任何通信方（Alice和Bob）之间的任何量子通信具有完全控制权。Eve还可以完全访问Alice和Bob之间的经过认证的经典信道。即使在设备和信道不完善的现实环境中，也可以证明对Eve的任何攻击的无条件安全性。在这封信中，我们表明，如果允许Eve对Alice使用的随机源进行非常有限的访问，QKD协议的安全性就会被破坏。这种知识应该总是在现实的实验条件下通过不同的侧通道预期。
2012-06-09 quant-ph
Device calibration impacts security of quantum key distribution
建立用于量子密钥分发（QKD）的量子信道的前提是对物理信道进行表征和对密码系统硬件进行校准。此外，不适当地实现的校准例程可能打开致命的安全漏洞。我们提出并实验证明了一种方法，诱导一个大的时间检测器效率失配在商业QKD系统中，通过欺骗的通道长度校准例程。然后，我们设计了一个最佳的和现实的策略，使用伪造的状态来打破密码系统的安全性。还建议了对该漏洞的修复。
2011-09-16 quant-ph
Device-Independent Quantum Key Distribution: Protocols, Quantum Games, and Security
本文综述设备无关量子密钥分发（DIQKD）的基础原理、协议设计、实验实现与现存问题，展望其实现鲁棒高性能的未来研究方向。
2025-05-20 quant-ph
One-sided Device-Independent Quantum Key Distribution: Security, feasibility, and the connection with steering
分析了一种量子密钥分发（QKD）协议的安全性和可行性。这种场景自然地位于标准QKD和设备无关QKD（DI-QKD）之间，在标准QKD中，双方都信任他们的测量装置，在设备无关QKD中，双方都不信任，并且在一些实际情况下可以是自然的假设。我们表明，获得安全密钥的要求比DI-QKD更容易满足，这为实验提供了很好的机会。我们澄清了这种单边DI-QKD方案的安全性和量子操纵的演示之间的联系，类似于DI-QKD和违反贝尔不等式之间的联系。
2012-01-23 quant-ph
Security of entanglement-based QKD with realistic parametric down-conversion sources
本文针对实用纠缠QKD中自发参量下转换源产生多光子态的问题，证明该效应不会损害BBM92/纠缠BB84协议的安全性，并指出纠缠源性质与安全性退化无关。
2023-07-04 physics.optics quant-ph
Parallel Device-Independent Quantum Key Distribution
量子密码学的一个突出应用是可证明安全的密钥的分发。最近，Vazirani和Vidick（Physical Review Letters，113，140501，2014）将这种安全性证明扩展到设备无关（DI）场景，其中用户不需要信任底层量子设备的完整性。他们和后来的作者分析的协议都需要顺序执行N个多人游戏，其中N是安全参数。在这项工作中，我们证明了无条件安全的协议，所有的游戏并行执行。除了减少密钥生成所需的时间步长之外，该结果还通过允许每个用户在他或她的实验室内输入的任意信息泄漏来降低DI-QKD的安全要求。据我们所知，这是完全设备无关的QKD协议的第一个并行安全证明。我们的协议容忍一个恒定的设备不精确的水平，并实现了线性的密钥速率。
2018-05-07 quant-ph
Fully device independent quantum key distribution
量子力学定律允许无条件安全的密钥分发协议。然而，传统的量子密钥分发（QKD）协议的安全性证明依赖于一个关键的假设，即协议中使用的量子设备的可信性。在与设备无关的QKD中，即使是最后一个假设也是放松的：协议中使用的设备可能是对立的，并且没有先验保证它们根据规范执行。在这种情况下证明安全性一直是量子密码学的一个核心开放问题。我们给出了量子密钥分发协议的安全性的第一个独立于设备的证明，该协议保证即使当设备受到恒定的噪声率时也能提取线性量的密钥。我们唯一的假设是，每一方都持有自己的设备的实验室在空间上是孤立的，而且两个设备以及窃听者都受到量子力学定律的约束。以前所有的安全性证明要么依赖于使用许多独立的设备对，要么依赖于没有噪音。
2012-11-25 quant-ph
Simple security analysis of phase-matching measurement-device-independent quantum key distribution
相位匹配测量设备无关的量子密钥分发（PM-MDI QKD）协议的变体已经被研究过，但最近发现这种类型的协议（以双场QKD的名义）可以在密钥速率容量上击败无中继限制的线性标度。我们提出了一种改进的PM-MDI量子密钥分配协议，它降低了筛选代价，并使用非相位随机相干态作为测试态。我们在无限密钥限制下提供了一个安全性证明。我们的证明在概念上很简单，并给出了严格的密钥速率。我们得到了一个分析的关键利率公式的损失只有情况下，确认平方根缩放，并显示损失限制。我们模拟的关键速率为现实的缺陷，并表明PM-MDI QKD可以克服目前可用的技术的无中继约束。
2018-10-28 quant-ph
Device-Independent Quantum Private Query Protocol without the Assumption of Perfect Detectors
Maitra \emph{et al.} [Phys. Rev. A 95，042344（2017）]提出的第一个设备无关量子私有查询协议（MRT 17），通过状态和测量的认证来增强安全性。然而，MRT 17协议在完美检测器的假设下工作，这增加了实现的难度。因此，至关重要的是，调查什么会影响该协议的安全性，如果检测器是不完美的。同时，Maitra \emph{et al.}也指出，这个问题仍然悬而未决。在本文中，我们分析了MRT17协议的安全性时，检测器是不完美的，然后发现该协议在上述情况下受到攻击。此外，我们提出了设备无关的QPQ协议，没有完美的检测器的假设。与MRT17协议相比，该协议在不放松安全性的前提下，在设备无关的框架下更具有实用性。
2019-07-07 quant-ph
Security framework for practical quantum key distribution with imperfect devices
University of Waterloo（滑铁卢大学）
针对实际QKD系统中光源和探测器的不完美及表征不确定性，提出基于边际约束熵累积定理的模块化安全证明框架，适用于诱骗态BB84等协议，可组合多种缺陷并实现实用密钥率。
2026-09-15 quant-ph
Continuous-Variable Quantum Key Distribution with Composable Security and Tight Error Correction Bound towards Constrained-Device Implementations
University of York（约克大学）
针对受限设备存储和处理能力有限的情况，聚焦非二进制字母表的LDPC码，开发安全框架在最优纠错泄漏极限附近导出有限大小秘密密钥并建模编码内存需求，促进CV-QKD在受限设备中的实际部署。
2026-07-17 quant-ph
Device independent quantum key distribution secure against coherent attacks with memoryless measurement devices
与设备无关的量子密钥分发旨在通过减少需要对所使用的物理设备做出的假设的数量来提供比传统QKD方案更高程度的安全性。Pironio等人先前的安全性证明仅适用于集体攻击，其中状态是相同和独立的，并且测量设备在协议中的每次试验中都相同地操作。我们将这一结果扩展到更一般的攻击类，其中状态是任意的，测量设备没有内存。我们通过将任意对手策略简化为量子位策略来实现这一点，并基于Pironio等人先前的证明和Renner改编的技术证明了量子位策略的安全性。
2009-10-08 quant-ph
Device-independent quantum secure direct communication
“设备无关”不仅放宽了量子设备内部工作的安全性假设，而且可以增强量子通信的安全性。在本文中，我们提出了第一个与设备无关的量子安全直接通信（DI-QSDC）协议，其中没有对设备的工作方式或它们运行的量子系统进行假设。我们证明了在没有噪声的情况下，DI-QSDC协议是绝对安全的，并且没有通信距离的限制。然而，在实际有噪声的量子信道条件下，光子传输损耗和光子态退相干会降低通信质量，威胁到通信的绝对安全。为了解决光子传输损耗和退相干问题，我们采用无噪声线性放大（NLA）协议和纠缠纯化（EPP）协议对DI-QSDC协议进行改进。在NLA和EPP的帮助下，可以保证DI-QSDC的绝对安全性，有效地提高其通信质量。
2019-07-02 quant-ph
Security of quantum key distribution with imperfect devices
本文证明了Bennett-Schmidard（BB84）量子密钥分发协议在信源和检测器处于敌手有限控制下的安全性。我们的证明适用于当源和检测器都有小的基础依赖的缺陷，这是典型的协议的实际实现。我们推导出一个一般的弱基依赖窃听攻击的渐近密钥生成率的下界，并估计在一些特殊情况下的速率：源发射弱相干态随机相位，检测器与基依赖的效率，和未对准的源和检测器。
2004-09-03 quant-ph
Prospects for device-independent quantum key distribution
本论文针对设备无关量子密钥分发，提出噪声预处理、随机密钥测量和优势蒸馏等技术的安全性证明，以提升密钥率和噪声容忍度，并给出组合协议的有限尺寸安全性证明，推动DIQKD协议发展。
2024-05-25 quant-ph
Implementation of Continuous-Variable Quantum Key Distribution with Composable and One-Sided-Device-Independent Security Against Coherent Attacks
本文实现了一种基于连续变量纠缠光、具有可组合且单侧设备无关安全性的量子密钥分发方案，可抵御相干攻击，并兼容现有电信组件，推动了实用化量子安全通信。
2024-11-11 quant-ph
Certifying semi-device-independent security via wave-particle duality experiments
本文将波粒二象性实验与半设备无关安全框架联系起来，用可见度和输入可区分度构造SDI见证，并通过轨道角动量光态实验验证了从互补干涉量直接认证非经典性和安全密钥率的方法。
2025-07-01 quant-ph
Measurement Device Independent Quantum Private Query with Qutrits
提出了一种带量子数的测量设备无关量子私有查询（MDI QPQ）.比较了量子比特和量子比特在MDI QPQ中的数据库安全性和客户端隐私性。在某些情况下，我们观察到qutrit将为数据库提供比qubit更好的安全性。然而，当涉及到客户的隐私问题时，我们必须采取额外的措施，以防止客户流失。因此，我们得出结论，虽然在量子密钥分发（QKD）的情况下，更高的维度提供了更好的安全性，但在QPQ的情况下，这并不明显。
2018-08-24 quant-ph
Security Of Finite-Key-Length Measurement-Device-Independent Quantum Key Distribution Using Arbitrary Number Of Decoys
在量子密钥分发中，测量设备无关和诱骗态技术使得两个合作代理分别使用不完美测量设备和弱泊松源建立共享密钥。迄今为止的调查并不全面，因为它们仅限于少于或等于四个诱饵国家。此外，其中许多涉及纯数值研究。在这里，我报告了一个通用的安全性证明，它适用于任何固定数量的诱饵状态和任何固定的原始密钥长度。这里涉及的两个关键思想。第一个是重复应用Vandermonde矩阵的求逆公式，以获得某些产量和错误率的各种界限。第二个是使用最近证明的McDiarmid不等式的推广。这些技术将BB84方案的测量设备无关版本的最佳可证明安全密钥速率提高了至少1.25倍，并且在没有量子中继器的情况下发送$10^{10}$光子脉冲对的情况下，将两个合作代理之间的可工作距离从略小于60 km增加到略大于130 km。
2020-06-25 quant-ph
A No-go theorem for device-independent security in relativistic causal theories
安全通信网络的一项关键任务是确定认证加密协议的最低物理要求。一个被广泛接受的候选证明是相对论因果关系的原则，它相当于不允许因果循环。与预期相反，我们展示了相对论因果关系允许的相关性如何被利用来破坏广泛的多方协议（所有现代协议都属于这一类）的安全性。正如我们所展示的，这种戏剧性的缺乏安全性的深层根源在于这样一个事实，即与以前的（量子或无信号）场景不同，新理论“融合”了极端性和环境变量统计独立性的属性。最后，我们发现，安全性的缺乏是伴随着一些优点：新的相关性可以降低通信复杂度比无信令的。作为分析这一优势的工具，我们的特点相对论因果多面体的极值点，在最简单的多方的情况下，超越了无信号的范例。
2020-09-27 quant-ph
Fundamental Security Issues in Continuous Variable Quantum Key Distribution
讨论了在连续变量量子密钥分发中建立安全性的几个基本问题，特别是逆向协调和外差攻击下的安全性。由于源和损失的不确定性，除了调和后限制Eve信息的问题之外，在具体的现实协议中似乎很难获得量子优势。指出了对QKD协议进行鲁棒安全性证明的必要性。
2012-08-29 quant-ph
Unbounded device-independent quantum key rates from arbitrarily small non-locality
本工作证明设备无关量子密钥分发中非定域性无充分性下界，从任意小非定域性相关性可提取无界密钥率，表明二者一般无定量关系，核心技术为自测试与该分发的严格联系。
2023-10-20 quant-ph
Finite-key analysis for measurement-device-independent quantum key distribution
量子密钥分发保证了通信的无条件安全。然而，由于实际设备往往偏离其规格，一些实际系统的安全性不再有效。特别是，对手可以利用不完美的检测器来学习大部分的秘密密钥，即使安全证明声称相反。最近，一种实用的方法-测量设备无关的量子密钥分发-被提出来解决这个问题。然而，到目前为止，它的安全性只是在假设系统的合法用户拥有无限资源的情况下才得到充分证明。在这里，我们填补了这一空白，并提供了一个严格的安全证明，对一般的攻击，在有限的密钥制度。这是通过应用大偏差理论，具体地说是Beschoff界，来执行参数估计而获得的。我们第一次证明了在合理的信号传输时间范围内实现与测量设备无关的量子密钥分发的可行性。
2015-05-20 quant-ph
Secure device-independent quantum key distribution with causally independent measurement devices
设备无关的量子密钥分发旨在提供其安全性基于量子物理定律的密钥分发方案，但不需要对协议中使用的量子设备的内部工作进行任何假设。这种强安全性是标准方案无法达到的，只有在使用违反贝尔不等式的相关性时才有可能。我们提供了一个通用的安全性证明有效的一个大类的设备无关的量子密钥分发协议的模型，其中的原始密钥元素产生的因果无关的测量过程。该独立性条件的有效性在各种实现方式中可以是合理的，并且在原始密钥由N个单独的设备对生成的物理实现中必须得到满足。我们的工作表明，设备无关的量子密钥分发是可能的密钥速率与标准方案。
2010-11-18 quant-ph
Improved Data Post-Processing in Quantum Key Distribution and Application to Loss Thresholds in Device Independent QKD
量子密钥分发（QKD）的安全性证明通常需要后处理方案来简化数据结构，从而简化安全性证明。我们展示了一种通用的方法，以提高安全的密钥速率，部分扭转简化后处理的纠错目的。我们将我们的方法应用于设备无关的QKD方案和检测设备无关的QKD方案的安全性分析，在这两种情况下，通常需要分配二进制值，甚至丢失的信号。在器件无关的情况下，该方法将丢失容忍阈值从92.4%降低到90.9%，最低可容忍透过率从78.0%提高到65.9%。
2011-09-06 quant-ph
Device-independent quantum key distribution secure against adversaries with no long-term quantum memory
设备无关量子密钥分发（DIQKD）是取代传统量子密钥分发的形式主义，因为其安全性不依赖于设备内部工作的任何详细建模。这种强形式的安全性只有使用产生违反贝尔不等式的相关性的设备才是可能的。DIQKD的完整安全性证明最近已经被报道，但是它们容忍零或少量的噪声，并且仅限于基于特定贝尔不等式的协议。在这里，我们提供了一个安全的证明DIQKD，这是更有效和抗噪声，也更一般，因为它适用于协议的基础上任意贝尔不等式，可以适应覆盖超量子窃听限制的无信令原则。然而，它需要额外的假设，即对手没有长期的量子记忆，这一条件目前不是限制，因为现有的最好的量子记忆具有非常短的相干时间。
2012-11-30 quant-ph
Experimental Measurement-Device-Independent Quantum Key Distribution with Imperfect Sources
与测量设备无关的量子密钥分发（MDI-QKD）是解决实际量子密钥分发系统安全性问题的最有希望的方案，它对所有检测器旁道攻击都具有免疫性。虽然已经报道了MDI QKD的几个实验演示，但它们都提出了一个关键但尚未验证的假设，即状态制备没有缺陷。这种假设是不现实的，安全漏洞仍然存在于源头。在这里，我们提出，据我们所知，第一个MDI-QKD实验与状态准备缺陷考虑在内。通过应用Tamaki \textit{et al}（Phys. Rev. A 90，052314（2014））的新的安全证明，我们在具有不完美源的光纤链路上分发安全密钥，这在以前的安全证明下是不可能的。通过封闭源和检测器中的漏洞，我们的工作表明了利用实际的不完美器件实现安全QKD的可行性。
2016-01-03 quant-ph
Device-independence for two-party cryptography and position verification
量子通信已经证明了它在量子密码学中的有用性，远远超过了量子密钥分发。一个领域是双方密码学，其目标是允许可能不信任对方的两方解决联合任务。另一个有趣的应用是基于位置的密码学，其目标是使用实体的地理位置作为其唯一的识别凭证。不幸的是，这些协议的安全性不可能对抗所有强大的对手。然而，如果我们对对手施加一些现实的物理约束，则存在可以证明安全性的协议，但到目前为止，这些协议依赖于在协议期间执行的量子操作的知识。在这项工作中，我们给出了设备无关的安全性证明的两方密码和位置验证的无记忆设备在不同的物理约束下的对手。我们通过观察Bell违规来评估设备的质量，并且我们表明可以实现任何违反Clauser-Holt-Shimony-Horne不等式的安全性。
2016-06-28 quant-ph
Insecurity of Measurement-Device-Independent Quantum Key Distribution
针对测量设备无关量子密钥分发（MDI-QKD）标准安全模型，提出一种攻击，通过主动控制测量节点获取高达70%的筛选密钥，仅引入5.6%的量子误码率，揭示了该模型在现实对抗环境中的局限性。
2026-07-07 quant-ph
Improving the Security of "Measurement-Device-Independent Quantum Communication without Encryption"
最近在2018年，Niu等人提出了一种使用Einstein-Podolsky-Rosen对的测量设备无关的量子安全直接通信协议，并将其推广为量子对话协议（Niu等人，Science bulletin 63.20，2018）。通过分析这些协议，我们发现这两个协议中的一些安全问题。在这项工作中，我们表明，这两个协议是不安全的信息泄漏，第三方可以得到一半的秘密信息没有任何积极的攻击。我们还提出了适当的修改这些协议，以提高安全性。
2021-02-01 cs.CR quant-ph
Simple and tight device-independent security proofs
本文利用熵积累定理将设备无关协议归约为独立同分布设备情形，为基于 CHSH 的 QKD 与随机数扩展给出紧致、模块化证明，并达到最优渐近密钥率和噪声容限。
2019-03-26 cs.CR quant-ph
Device-Independent Anonymous Communication in Quantum Networks
Indian Statistical Institute（印度统计研究所）；Virtusa（维图萨）
本文提出首个在现实量子网络中实现匿名通信的完全量子协议，通过设备无关的安全性证明，解决了经典协议和现有量子方法在对抗性环境下的安全问题。
2025-12-24 cs.CR quant-ph
Modified security analysis of device-independent quantum key distribution with random key basis
本文将随机密钥基DIQKD协议的安全性分析重构为强凸优化问题，在不降低密钥率的前提下降低了优化成本，并给出了悲观误差的显式形式，使原始安全性证明更加严谨完整。
2025-08-18 math-ph math.MP 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
Distributed Quantum Learning over Near-term Devices: Convergence Analysis and Security Design
Department of Electrical and Computer Engineering, University of Alabama in Huntsville（阿拉巴马大学亨茨维尔分校电子与计算机工程系）
本文提出分布式量子学习（DQL）的收敛分析，并设计多层后量子密码架构，通过量子神经网络自适应机制平衡安全与效率，实验表明动态安全机制降低执行时间约49%，检测准确率超91%。
2026-06-23 cs.AI cs.CE quant-ph
