二元分类器线路电阻攻击 KLJN：减小电阻差值的影响
综合物理
2026-05-06 v1
摘要
证明在减小高低电阻值差后，针对 Kirchhoff 法则-约翰逊噪声 (KLJN) 密钥交换的二元分类器基于线路电阻的攻击将严重影响安全性。通过对非理想 KLJN 回路进行时域仿真（考虑有限线路电阻），我们生成大量安全 (HL/LH) 位的样本，并评估 Alice 端和 Bob 端的均方噪声电压。对于每一位比特，这些均方值在二维分类器平面中形成一个点，其中 HL 和 LH 点云之间的分离度刻画了窃听者 (Eve) 可获得的信息量。我们通过基于均方电压差符号的简单决策规则来量化 Eve 的成功概率 p。对于强不对称电阻（例如 RL = 4 kOhm 且 RH = 10 kOhm）和现实中的线路电阻，HL 和 LH 点云完全可分离，Eve 的 p 接近 1，这确认了分类器攻击可以实际恢复所有安全位。当低电阻值趋近高电阻值（例如 RL = 9 kOhm 且 RH = 10 kOhm）且保持相同的线路电阻时，HL 和 LH 点云日益重叠，测得的 p 下降到接近 0.7，趋向理想极限 p = 0.5。一个令人惊讶的现象是，在这个分类器场景下，增加线路电阻会降低信息泄露。这一反直觉效应在经典的 Bergou-Scheuer-Yariv 线路电阻攻击中表现为相反：在该攻击中，仅比较线路两端的均方电压。
引用
@article{arxiv.2605.02951,
title = {Binary Classifier Wire-Resistance Attack on KLJN: Impact of Narrowing the Resistor Gap},
author = {Mehmet Yildirim and Laszlo B. Kish},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.02951},
year = {2026}
}
备注
12 pages, 6 figures