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基于恢复诱导的量子密钥分配系统抹消攻击

量子物理 2026-03-04 v1

摘要

探测器死区时间通常被视为量子密钥分配(QKD)安全分析中的固定参数。然而,实际情况下,单光子雪崩光电二极管(SPADs)的有效恢复时间取决于入射计数率。本文演示了这种计数率依赖的恢复非线性构成一种独特的攻击原语。我们在受控宽频载荷下对自由运行 SPAD 的死区时间位移进行了实验表征,观察到在高光子计数 regime 中检测到的计数率升入时,有效恢复时间显著增加。我们表明,恢复引起的可用性降低可建模为一种对抗性抹消信道,并推导出载荷下信号检测概率的保守上界。不同于以往研究的探测器控制或效率不匹配攻击,本文提出的机制不依赖确定性致盲或时序歧视。相反,计数率依赖的恢复非对称性导致检测概率按基态依赖性抑制(p<pp_\perp < p_\parallel),将不匹配导致的错误转化为损失。在主动基 BBM92 系统中,该效应使观察到的量子比特错误率(QBER)低于中止阈值,同时增加抹消概率。使用实验测量的探测器恢复数据,我们量化了可实现此类隐形抑制的参数组合。这些结果确立了计数率依赖的探测器恢复作为安全相关漏洞,表明针对时序基于效率不匹配的对策并不直接解决恢复诱导的抹消(RIE)攻击。我们的发现凸显了在实际 QKD 安全模型中显式包含探测器恢复动力学的必要性。

关键词

引用

@article{arxiv.2603.03217,
  title  = {Recovery-Induced Erasure Attack on QKD Systems},
  author = {Hashir Kuniyil and Asad Ali and Syed M. Arslan and Muhammad Talha Rahim and Artur Czerwinski and Saif Al Kuwari},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2603.03217},
  year   = {2026}
}

备注

5 figures, 10 pages including references