Improved security bound for the round-robin-differential-phase-shift quantum key distribution.
Improved security bound for the round-robin-differential-phase-shift quantum key distribution.
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改进了循环差分相移量子密钥分发的安全界限
DOI：
10.1038/s41467-017-02211-x
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发表时间：
2018-01-31
影响因子：
16.6
通讯作者：
Han ZF
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yin ZQ;Wang S;Chen W;Han YG;Wang R;Guo GC;Han ZF
循环差分相移（RRDPS）量子密钥分发（QKD）协议由于其独特的安全特性而吸引了广泛的研究，例如，在不学习密钥比特的错误率的情况下限制了信息泄漏。然而，其实用性和性能仍不令人满意。在这里，通过观察编码状态的相位随机化及其与窃听者攻击的联系，我们开发了一个改进的信息泄漏的界限。有趣的是，我们的理论对于具有短脉冲串的实现特别有用，并且在没有监测信号干扰的情况下运行仍然可用。提高了RRDPS的实用性和性能。此外，我们实现了一个长达140公里的光纤的原理验证实验，这是迄今为止RRDPS可实现的最长距离，而原始理论预测在我们的实验中无法生成密钥。我们的研究结果将有助于使实际的RRDPS更接近实际的实施。
The round-robin-differential-phase-shift (RRDPS) quantum key distribution (QKD) protocol has attracted intensive study due to its distinct security characteristics; e.g., information leakage is bounded without learning the error rate of key bits. Nevertheless, its practicality and performance are still not satisfactory. Here, by observing the phase randomization of the encoding states and its connection with eavesdropper’s attack, we develop an improved bound on information leakage. Interestingly, our theory is especially useful for implementations with short trains of pulses, and running without monitoring signal disturbance is still available. As a result, the practicality and performance of RRDPS are improved. Furthermore, we realize a proof-of-principle experiment with up to 140 km of fiber, which has been the longest achievable distance of RRDPS until now, whereas the original theory predicted that no secret key could be generated in our experiment. Our results will help in bringing practical RRDPS closer to practical implementations.
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