利用张量网络攻击加密协议
量子物理
2025-07-28 v2
摘要
本文介绍了将张量网络 (Tensor Networks, TN) 应用于对称密钥密码学攻击的方法。我们的做法利用矩阵产品态 (Matrix Product States, MPS) 以及我们最近引入的灵活-PEPS 量子电路模拟器 (Flexible-PEPS Quantum Circuit Simulator, FQCS)。我们将这些方法与传统的暴力攻击以及我们之前提出的变分量子攻击算法 (Variational Quantum Attack Algorithm, VQAA) 方法进行比较。我们的基准包括 10 位密钥的简化数据加密标准 (Simplified Data Encryption Standard, S-DES)、16 位密钥的简化高级加密标准 (Simplified Advanced Encryption Standard, S-AES) 以及 32 位密钥的 Blowfish。我们发现，对于小密钥尺寸，MPS 在时间和平均迭代次数方面均优于 VQAA 和 FQCS。随着密钥尺寸的增加，FQCS 在平均迭代次数方面相对于 VQAA 和 MPS 更高效，而 MPS 在时间方面仍然最快。这些结果凸显了 TN 方法在推进量子密码分析中的潜力，尤其是在优化速度和效率方面。我们的结果还表明，随着密钥尺寸的增加，纠缠变得至关重要。
引用
@article{arxiv.2409.04125,
title = {Hacking Cryptographic Protocols with Tensor Network Attacks},
author = {Borja Aizpurua and Siddhartha Patra and Josu Etxezarreta Martinez and Roman Orus},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.04125},
year = {2025}
}
备注
13 pages, 8 figures