Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Log inSign up
Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Blog
Job Board
Q3AS

© 2026 Aqora Quantum S.A.S.

TermsPrivacyLegal Notice

Anais de XXXV Simpósio Brasileiro de Telecomunicações e Processamento de Sinais

Novo protocolo de reconciliação de chaves secretas geradas quanticamente utilizando códigos LDPC no sentido Slepian-Wolf

Laryssa Araújo, Francisco de Assis, Bruno Albert

Published Jan 1, 2018• 1 citation
Publisher

Abstract

Resumo-Este artigo apresenta uma soluc ¸ão alternativa ao uso das func ¸ões Slice para reconciliac ¸ão de variáveis aleatórias contínuas em um contexto de gerac ¸ão de chaves secretas para fins de criptografia.O protocolo de reconciliac ¸ão proposto baseia-se na func ¸ão distribuic ¸ão de probabilidade das variáveis aleatórias e se mostra um método competitivo por sua capacidade de gerar a mesma quantidade de bits que o esquema atualmente em uso, com uma vantagem de menor iteratividade.O processo de correc ¸ão de erros é feito com base no uso de códigos LDPC a partir de uma compressão da sequência de bits a ser utilizada como chave, fundamentado no teorema de Slepian-Wolf, minimizando a informac ¸ão vazada pelo canal clássico -assumido perfeitopara um possível espião que observa o canal.

DOI
10.14209/sbrt.2018.315

Related papers

New quantization method for data reconciliation protocols Quantum generated secret keys using LDPC codes in the sense Slepian-Wolf.

Laryssa Mirelly Carvalho de. ARAÚJO

Este trabalho apresenta uma solução alternativa ao uso das funções Slice para reconciliação de variáveis aleatórias contínuas em um contexto de geração de chaves secretas para fins de cripto- grafia. O protocolo de reconciliação proposto baseia-se na função distribuição de probabilidade das variáveis aleatórias e se mostra um método competitivo por sua capacidade de produzir maior quantidade de bits por cada realização de variável contínua que o esquema atualmente em uso, para baixos valores de SNR, com uma vantagem de menor iteratividade. O processo de correção de erros é feito com base no uso de códigos LDPC a partir de uma compressão da sequência de bits a ser utilizada como chave, fundamentado no teorema de Slepian-Wolf, minimizando a informação vazada pelo canal clássico – assumido perfeito – para um possível espião que observa o canal.

•Sep 25, 2018•0 citations

CVQKD type key reconciliation using the protocol SHELL OF.

Micael Andrade. SOUZA

A distribuição quântica de chave secreta está entre uma das principais aplicações práticas da teoria da informação quântica, fazendo uso das leis da mecânica quântica para garantir segurança incondicional na transmissão de informação por meio de estados quânticos e permitindo que duas partes possam compartilhar uma chave secreta de maneira segura sem a necessidade de compartilhamento prévio de informação. Neste trabalho é apresen- tada uma solução de reconciliação de chaves secretas geradas por esquemas de distribuição do tipo CVQKD utilizando o estabelecido protocolo de reconciliação CASCADE. Apesar de tradicionalmente ser aplicado na reconciliação de chaves geradas por esquemas DVQKD, os quais resultam em taxas de erro por bit menores que 0.15, o uso do protocolo CASCADE é viabilizado no contexto das variáveis contínuas por meio de modificações propostas notamanho do bloco inicial e quantidade de passos de reconciliação executados. Este trabalho propõe modificações nos parâmetros fundamentais do protocolo de reconciliação demodo que sejam realizadas (1) a reconciliação completa de chaves que apresentam taxas de erro por bit menores que 0.25 e (2) uma solução de reconciliação parcial para chaves com taxas de erro por bit maiores que 0.25, na qual a quantidade de erros corrigidosdurante o processo de reconciliação é controlada pela quantidade de informação vazada pelo protocolo.

•Mar 13, 2019•0 citations

Criptografia quântica com estados comprimidos da luz

Douglas Delgado de Souza

Neste trabalho, introduzimos um protocolo para a distribuicao quântica de chaves (QKD) que faz uso de tres estados comprimidos da luz: dois estados de bit, utilizados para a transmissao de informacao, e um estado de Isca, utilizado para a deteccao de espionagem. Seu desenvolvimento teve como base o protocolo de P. Horak (H04) para estados comprimidos, que por sua vez consiste de uma generalizacao do protocolo de R. Namiki e T. Hirano (NH03) para estados coerentes. Analisamos sua seguranca considerando dois tipos de ataques: ataque por medida simultânea das quadraturas e ataque por troca do canal por canal superior. Para esta analise utilizamos uma descricao em termos da funcao de Wigner, obtendo a partir dela distribuicoes de probabilidade conjuntas e marginais. Da distribuicao para os estados de Isca definimos uma Medida da Espionagem M, e discutimos sua utilidade para o calculo da taxa de informacao vazada para Eva em cada ataque. Por fim, para o ataque por troca do canal, analisamos o efeito da introducao de um limiar de pos-selecao sobre as informacoes de Bob e Eva, demonstrando que maiores distâncias de transmissao (menores transmissividades) podem ser suportadas pelo protocolo com o aumento deste parâmetro, ao custo de menores taxas de aceitacao de bits Abstract

•Apr 6, 2011•0 citations

Implementation of Finite Length Interleaved Coding Schemes for Secrecy in SDR Platforms

Cesar Miguel dos Santos Martins

Os últimos anos trouxeram um crescimento das comunicações sem fios, o que se refletiu numa maior preocupação com a segurança dos dados transmitidos entre dispositivos. Apesar da criptografia providenciar níveis satisfatórios de segurança, não é inquebrável, pelo que não se consegue garantir que não haja alguma fuga de informação. Nesse sentido, têm sido desenvolvidos métodos de introduzir segurança também na camada física, como complemento à segurança já existente.Recentemente, foi proposto um esquema que recorre a uma chave aleatória de interleaving, que é usada para baralhar a mensagem a transmitir, e que é, posteriormente, anexada à mesma, sendo ativado um jammer durante a transmissão dos bits correspondentes à chave gerada, de forma a criar uma vantagem em relação a um possível eavesdropper. Paralelamente a este, foi desenvolvido um esquema idêntico, mas em que os bits correspondentes à chave são apagados depois da mensagem ser codificada. Este último esquema parte do pressuposto da existência de uma vantagem do recetor legítimo face a um possível eavesdropper, expressa em termos de uma melhor relação sinal-ruído (por exemplo, a transmissão entre os intervenientes legítimos é realizada dentro de uma sala, garantindo que não existe um eavesdropper dentro da mesma), permitindo ao recetor legítimo a recuperação correta da chave, o que não é possível em situações de comunicação mais degradadas. Nesta dissertação é realizada a prova de conceito com a implementação em ambiente real de ambos os métodos em plataformas de rádio definido por software (SDR – Software Defined Radio), programadas com recurso ao MATLAB/Simulink. São, também, apresentados cenários de teste adequados, onde foram realizadas experiências que mostram a existência de um acréscimo de segurança introduzido por estes esquemas num cenário real. No decorrer da implementação, foi, ainda, proposta uma variação a ambos os esquemas, substituindo o interleaver por um scrambler, tendo sido obtidos resultados significativamente melhores. Nesta dissertação, são também descritos os problemas e dificuldades inerentes à implementação prática e teste de um sistema de comunicação genérico em plataformas SDR. Em concreto, e a título de exemplo, é proposto e foi implementado um processo de automatização dos testes, assente em comunicação sobre UDP, que permite a sincronização de vários SDRs (que modelam os sistemas transmissores e recetores), que pode ser aplicado a outros modelos de Simulink que representem um canal de escuta.Com estes resultados, mostra-se que os esquemas propostos cumprem os requisitos de garantir uma transmissão segura e fidedigna, podendo vir a ser um importante complemento à segurança das comunicações, principalmente em dispositivos móveis, como telemóveis (onde a segurança baseada em proximidade está a ganhar força) ou dispositivos da Internet das Coisas de baixo consumo, onde pode não ser possível utilizar os métodos da criptografia.

•Jul 28, 2017•0 citations

Distribuição Quântica de Chave Utilizando Modulação Não Linear

Francisco Pereira, Edmar Nascimento, Francisco de Assis

Resumo-Neste artigo, é investigado o uso de técnicas de modulac ¸ão não linear nos protocolos de distribuic ¸ão quântica de chaves com variáveis contínuas.Especificamente, procura-se relacionar a interferência do espião em um canal quântico com a probabilidade de anomalia definida nos esquemas de modulac ¸ão não linear.Com isso, a probabilidade de anomalia pode ser usada para quantificar o conhecimento do espião sobre a informac ¸ão transmitida.

Anais de XXXV Simpósio Brasileiro de Telecomunicações e Processamento de Sinais•Jan 1, 2015•0 citations

Distribuição quântica de chaves: um estudo sobre a geração quântica de chaves criptográficas clássicas

Gabriel Moysés Delfino

Resumo A criptografia clássica utiliza suposições de dificuldade computacional, como a fatoração de grandes números, para garantir segurança na comunicação. Tal uso pode ser comprometido por avanços de hardware ou software, como a implementação do algoritmo de Shor pela computação quântica. O trabalho em tela explora a segurança da criptografia quântica atrelada inteiramente às leis da mecânica quântica, em um contexto no qual busca-se gerar, de forma segura, chaves clássicas por meios quânticos com a Distribuição Quântica de Chaves para posterior uso em algoritmos como o one-time-pad. A pesquisa teve foco na QKD dependente de equipamentos, mais especificamente dentro da categoria de preparação e medição, contemplando implementações práticas do protocolo de seis estados feitas no IBM Quantum Experience platform. Explora-se cenários ideais, ruidosos, com e sem adversários, analisando os resultados através do QBER. O trabalho abrange ainda conceitos sobre os procedimentos de pós-processamento de reconciliação da informação e amplificação privada, mencionando eventuais ataques quânticos e suas contramedidas, citando a distribuição quântica de chaves independente de dispositivos como uma das possíveis abordagens de solução.

•Feb 29, 2024•0 citations
Resumo-Este artigo apresenta uma soluc ¸ão alternativa ao uso das func ¸ões Slice para reconciliac ¸ão de variáveis aleatórias contínuas em um contexto de gerac ¸ão de chaves secretas para fins de criptografia.O protocolo de reconciliac ¸ão proposto baseia-se na func ¸ão distribuic ¸ão de probabilidade das variáveis aleatórias e se mostra um método competitivo por sua capacidade de gerar a mesma quantidade de bits que o esquema atualmente em uso, com uma vantagem de menor iteratividade.O processo de correc ¸ão de erros é feito com base no uso de códigos LDPC a partir de uma compressão da sequência de bits a ser utilizada como chave, fundamentado no teorema de Slepian-Wolf, minimizando a informac ¸ão vazada pelo canal clássico -assumido perfeitopara um possível espião que observa o canal.
Este trabalho apresenta uma solução alternativa ao uso das funções Slice para reconciliação de variáveis aleatórias contínuas em um contexto de geração de chaves secretas para fins de cripto- grafia. O protocolo de reconciliação proposto baseia-se na função distribuição de probabilidade das variáveis aleatórias e se mostra um método competitivo por sua capacidade de produzir maior quantidade de bits por cada realização de variável contínua que o esquema atualmente em uso, para baixos valores de SNR, com uma vantagem de menor iteratividade. O processo de correção de erros é feito com base no uso de códigos LDPC a partir de uma compressão da sequência de bits a ser utilizada como chave, fundamentado no teorema de Slepian-Wolf, minimizando a informação vazada pelo canal clássico – assumido perfeito – para um possível espião que observa o canal.
A distribuição quântica de chave secreta está entre uma das principais aplicações práticas da teoria da informação quântica, fazendo uso das leis da mecânica quântica para garantir segurança incondicional na transmissão de informação por meio de estados quânticos e permitindo que duas partes possam compartilhar uma chave secreta de maneira segura sem a necessidade de compartilhamento prévio de informação. Neste trabalho é apresen- tada uma solução de reconciliação de chaves secretas geradas por esquemas de distribuição do tipo CVQKD utilizando o estabelecido protocolo de reconciliação CASCADE. Apesar de tradicionalmente ser aplicado na reconciliação de chaves geradas por esquemas DVQKD, os quais resultam em taxas de erro por bit menores que 0.15, o uso do protocolo CASCADE é viabilizado no contexto das variáveis contínuas por meio de modificações propostas notamanho do bloco inicial e quantidade de passos de reconciliação executados. Este trabalho propõe modificações nos parâmetros fundamentais do protocolo de reconciliação demodo que sejam realizadas (1) a reconciliação completa de chaves que apresentam taxas de erro por bit menores que 0.25 e (2) uma solução de reconciliação parcial para chaves com taxas de erro por bit maiores que 0.25, na qual a quantidade de erros corrigidosdurante o processo de reconciliação é controlada pela quantidade de informação vazada pelo protocolo.
Neste trabalho, introduzimos um protocolo para a distribuicao quântica de chaves (QKD) que faz uso de tres estados comprimidos da luz: dois estados de bit, utilizados para a transmissao de informacao, e um estado de Isca, utilizado para a deteccao de espionagem. Seu desenvolvimento teve como base o protocolo de P. Horak (H04) para estados comprimidos, que por sua vez consiste de uma generalizacao do protocolo de R. Namiki e T. Hirano (NH03) para estados coerentes. Analisamos sua seguranca considerando dois tipos de ataques: ataque por medida simultânea das quadraturas e ataque por troca do canal por canal superior. Para esta analise utilizamos uma descricao em termos da funcao de Wigner, obtendo a partir dela distribuicoes de probabilidade conjuntas e marginais. Da distribuicao para os estados de Isca definimos uma Medida da Espionagem M, e discutimos sua utilidade para o calculo da taxa de informacao vazada para Eva em cada ataque. Por fim, para o ataque por troca do canal, analisamos o efeito da introducao de um limiar de pos-selecao sobre as informacoes de Bob e Eva, demonstrando que maiores distâncias de transmissao (menores transmissividades) podem ser suportadas pelo protocolo com o aumento deste parâmetro, ao custo de menores taxas de aceitacao de bits Abstract
Os últimos anos trouxeram um crescimento das comunicações sem fios, o que se refletiu numa maior preocupação com a segurança dos dados transmitidos entre dispositivos. Apesar da criptografia providenciar níveis satisfatórios de segurança, não é inquebrável, pelo que não se consegue garantir que não haja alguma fuga de informação. Nesse sentido, têm sido desenvolvidos métodos de introduzir segurança também na camada física, como complemento à segurança já existente.Recentemente, foi proposto um esquema que recorre a uma chave aleatória de interleaving, que é usada para baralhar a mensagem a transmitir, e que é, posteriormente, anexada à mesma, sendo ativado um jammer durante a transmissão dos bits correspondentes à chave gerada, de forma a criar uma vantagem em relação a um possível eavesdropper. Paralelamente a este, foi desenvolvido um esquema idêntico, mas em que os bits correspondentes à chave são apagados depois da mensagem ser codificada. Este último esquema parte do pressuposto da existência de uma vantagem do recetor legítimo face a um possível eavesdropper, expressa em termos de uma melhor relação sinal-ruído (por exemplo, a transmissão entre os intervenientes legítimos é realizada dentro de uma sala, garantindo que não existe um eavesdropper dentro da mesma), permitindo ao recetor legítimo a recuperação correta da chave, o que não é possível em situações de comunicação mais degradadas. Nesta dissertação é realizada a prova de conceito com a implementação em ambiente real de ambos os métodos em plataformas de rádio definido por software (SDR – Software Defined Radio), programadas com recurso ao MATLAB/Simulink. São, também, apresentados cenários de teste adequados, onde foram realizadas experiências que mostram a existência de um acréscimo de segurança introduzido por estes esquemas num cenário real. No decorrer da implementação, foi, ainda, proposta uma variação a ambos os esquemas, substituindo o interleaver por um scrambler, tendo sido obtidos resultados significativamente melhores. Nesta dissertação, são também descritos os problemas e dificuldades inerentes à implementação prática e teste de um sistema de comunicação genérico em plataformas SDR. Em concreto, e a título de exemplo, é proposto e foi implementado um processo de automatização dos testes, assente em comunicação sobre UDP, que permite a sincronização de vários SDRs (que modelam os sistemas transmissores e recetores), que pode ser aplicado a outros modelos de Simulink que representem um canal de escuta.Com estes resultados, mostra-se que os esquemas propostos cumprem os requisitos de garantir uma transmissão segura e fidedigna, podendo vir a ser um importante complemento à segurança das comunicações, principalmente em dispositivos móveis, como telemóveis (onde a segurança baseada em proximidade está a ganhar força) ou dispositivos da Internet das Coisas de baixo consumo, onde pode não ser possível utilizar os métodos da criptografia.
Resumo A criptografia clássica utiliza suposições de dificuldade computacional, como a fatoração de grandes números, para garantir segurança na comunicação. Tal uso pode ser comprometido por avanços de hardware ou software, como a implementação do algoritmo de Shor pela computação quântica. O trabalho em tela explora a segurança da criptografia quântica atrelada inteiramente às leis da mecânica quântica, em um contexto no qual busca-se gerar, de forma segura, chaves clássicas por meios quânticos com a Distribuição Quântica de Chaves para posterior uso em algoritmos como o one-time-pad. A pesquisa teve foco na QKD dependente de equipamentos, mais especificamente dentro da categoria de preparação e medição, contemplando implementações práticas do protocolo de seis estados feitas no IBM Quantum Experience platform. Explora-se cenários ideais, ruidosos, com e sem adversários, analisando os resultados através do QBER. O trabalho abrange ainda conceitos sobre os procedimentos de pós-processamento de reconciliação da informação e amplificação privada, mencionando eventuais ataques quânticos e suas contramedidas, citando a distribuição quântica de chaves independente de dispositivos como uma das possíveis abordagens de solução.