Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2022, 13 (4), 372–391
Continuous-variable quantum key distribution: security analysis with trusted hardware noise against general attacks
Roman K. Goncharov – ITMO University, Kronverkskiy, 49, St. Petersburg, 197101, Russia; rkgoncharov@itmo.ru
AlexeiD. Kiselev – ITMO University, Kronverkskiy, 49, St. Petersburg, 197101, Russia; alexei.d.kiselev@gmail.com
Eduard O. Samsonov – ITMO University, Kronverkskiy, 49, St. Petersburg, 197101, Russia; eosamsonov@itmo.ru
Vladimir I. Egorov – ITMO University, Kronverkskiy, 49, St. Petersburg, 197101, Russia; viegorov@itmo.ru
Corresponding author: R. K. Goncharov, rkgoncharov@itmo.ru
DOI 10.17586/2220-8054-2022-13-4-372-391
PACS 03.67.-a, 42.50.-p
ABSTRACT In this paper, using the full security framework for continuous-variable quantum key distribution (CV-QKD), we provide a composable security proof for the CV-QKD system in a realistic implementation. We take into account equipment losses and contributions from various components of excess noise and evaluate performance against collective and coherent attacks assuming trusted hardware noise. The calculation showed that the system remains operable at channel losses up to 10.2 dB in the presence of collective attacks and up to 7.5 dB in the presence of coherent ones.
KEYWORDS quantum key distribution, continuous variables, security proof, composability, trusted noise.
ACKNOWLEDGEMENTS The work was done by Leading Research Center ”National Center for Quantum Internet” of ITMO University by order of JSCo Russian Railways.
FOR CITATION Goncharov R. K., Kiselev A.D., Samsonov E.O., Egorov V. I. Continuous-variable quantum key distribution: security analysis with trusted hardware noise against general attacks. Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2022, 13 (4), 372–391.
[In Russian] Р. Гончаров, А.Д. Киселев, Э. Самсонов, В. Егоров
Квантовое распределение ключей на непрерывных переменных: доказательство стойкости против общих атак в модели доверенного шума оборудования
АННОТАЦИЯ В этой работе, используя современный технический уровень доказательства стойкости для систем квантового распределения ключей на непрерывных переменных (КРКНП), мы предоставляем доказательство стойкости для такой системы в реалистичной реализации с учетом критериев компонуемости протокола. Мы учитываем потери на оборудовании и влияние различных компонентов избыточного шума, а также оцениваем производительность против коллективных и когерентных атак, предполагая доверенный аппаратный шум. Расчет показал, что система сохраняет работоспособность при потерях в канале до 10,2 дБ при наличии коллективных атак и до 7,5 дБ при наличии когерентных.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА квантовое распределение ключей, непрерывные переменные, доказательство стойкости, компонуемость, доверенный шум.
