Transfer of Secret Keys in a Quantum Network with Trusted Intermediate Nodes and with Block Cipher Encryption

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The quantum cryptography technology allows key distribution in individual segments of a network in a point–point configuration; then, keys in individual segments are used to protect traffic between any nodes of the network, which are not connected directly by a quantum channel. Correspondingly, the problem of negotiation (distribution) of keys between separate segments of the network appears. In this work, the problem of the transmission of an independent key through trusted nodes of the quantum network, between which keys are provided as a result of quantum key distribution, is considered. Quantum keys are used to encrypt the transmitted key. The transmitted key can be encrypted by both the block cipher and the one-time pad. It has been shown that the complexity of search for the key transmitted through the network depends on the imperfection of the external key and quantum keys as well as on the imperfection of the block cipher, i.e., on the average probability of collisions in the block cipher. The complexity in the case of the encryption of the transmitted key by the one-time pad depends only on the imperfection of the transmitted key and encryption keys. Perfect keys keep the perfectness of the transmitted key. In the block cipher, the transmitted key is no longer perfect even with the perfect keys in the measure of difference of the block cipher from the one-time pad. It has also been shown that the larger the number of collisions of the block cipher, i.e., the smaller the number of ciphertexts covered by the block cipher, the smaller the number of search steps required to find the key.

About the authors

S. N Molotkov

Academy of Cryptography of the Russian Federation; Osipyan Institute of Solid State Physics, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: sergei.molotkov@gmail.com
121552, Moscow, Russia; 142432, Chernogolovka, Moscow region, Russia

References

  1. https://www.youtube.com/watch?v=0WAuDcYhKbo.
  2. R. Renner, arXiv:quant-ph/0512258v2 11 Jan 2006.
  3. Ch. Portmann and R. Renner, arXiv:1409.3525v1 [quant-ph] 11 Sep 2014.
  4. C. E. Shannon, A Mathematical Theory of Communication, Bell System Technical Journal, July, 379 (1948)
  5. Oct., 623 (1948)
  6. The material in this paper appeared originally in a con dential report A Mathematical Theory of Cryptography, dated Sept. 1, (1945).
  7. I. M. Arbekov, Математические вопросы криптографии 78(2), 27 (2017).
  8. И. М. Арбеков, С. Н. Молотков, ЖЭТФ 151(6), 1 (2017).
  9. M. M. Wilde, arXiv:1106.1445v6 [quant-ph] 2 Dec 2015.
  10. С. Н. Молотков, Письма в ЖЭТФ 117, 80 (2023).
  11. S. N. Molotkov, Laser Phys. Lett. 19, 075203 (2022).
  12. Д. Д. Сукачев, Успехи физических наук 191(10), 1077 (2021), раздел 6.2 "Доверенные узлы".

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2023 Российская академия наук

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».