Improved key integrity checking for high-speed quantum key distribution using combinatorial group testing with strongly selective family design
Improved key integrity checking for high-speed quantum key distribution using combinatorial group testing with strongly selective family design
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使用具有强选择性系列设计的组合组测试改进高速量子密钥分发的密钥完整性检查
DOI：
10.1007/s11128-014-0737-7
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发表时间：
2014-02
影响因子：
2.5
通讯作者：
Hui, Lucas C. K.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wang, Xuan;Niu, Xiamu;Yiu, S. M.;Hui, Lucas C. K.
密钥完整性检查是实际量子密钥分发（QKD）中的必要过程，用于检查是否有从先前的纠错过程中逃逸的错误位。传统的单哈希方法可能成为高速 QKD 的瓶颈，因为即使只存在一个错误位，它也必须丢弃所有密钥位。在本文中，我们提出了一种改进方案，使用基于强选择性族设计的组合组测试（CGT）来验证细粒度的密钥完整性，从而提高纠错过程后密钥生成的总效率。还应用了代码缩短技术和并行计算来增强方案的灵活性并加速计算。实验结果表明，该方案能够准确识别罕见错误位，从而避免丢弃绝大多数正确位，同时开销合理。对于a位密钥，公开比较的公开信息为800位（约占密钥位的0.076%），与之前的CGT方案相比减少了256位。此外，采用 3.40 GHz 的 Intel® 四核 CPU 和 8 GB RAM，哈希和解码的计算时间分别为 3.0 和 6.3 毫秒，这在实际应用中是合理的，并且不会在实际 QKD 系统中造成明显的延迟。
Key integrity checking is a necessary process in practical quantum key distribution (QKD) to check whether there is any error bit escaped from the previous error correction procedure. The traditional single-hash method may become a bottleneck in high-speed QKD since it has to discard all the key bits even if just one error bit exists. In this paper, we propose an improved scheme using combinatorial group testing (CGT) based on strong selective family design to verify key integrity in fine granularity and consequently improve the total efficiency of key generation after the error correction procedure. Code shortening technique and parallel computing are also applied to enhance the scheme’s flexibility and to accelerate the computation. Experimental results show that the scheme can identify the rare error bits precisely and thus avoid dropping the great majority of correct bits, while the overhead is reasonable. For a-bit key, the disclosed information for public comparison is 800 bits (about 0.076 % of the key bits), reducing 256 bits when compared with the previous CGT scheme. Besides, with an Intel®quad-cores CPU at 3.40 GHz and 8 GB RAM, the computational times are 3.0 and 6.3 ms for hashing and decoding, respectively, which are reasonable in real applications and will not cause significant latency in practical QKD systems.
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DOI：
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发表时间：
2008-01
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
P. Indyk
通讯作者：
P. Indyk
DOI：
10.4018/978-1-7998-6677-0.ch001
发表时间：
2021
期刊：
Limitations and Future Applications of Quantum Cryptography
影响因子：
--
作者：
S. Billewar;G. Londhe;Sunil Ghane
通讯作者：
S. Billewar;G. Londhe;Sunil Ghane
影响因子：
1.5
作者：
Christian Monyk
通讯作者：
Christian Monyk
DOI：
10.1007/s003400050574
发表时间：
1998
期刊：
Applied Physics B
影响因子：
--
作者：
H. Zbinden;H. Bechmann-Pasquinucci;N. Gisin;G. Ribordy
通讯作者：
H. Zbinden;H. Bechmann-Pasquinucci;N. Gisin;G. Ribordy
DOI：
10.1007/978-1-4614-6940-7
发表时间：
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期刊：
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影响因子：
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作者：
通讯作者：
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