基于贝尔不等式的随机性扩展的安全性及可组合性
量子物理
2013-02-26 v3 密码学与安全
摘要
量子力学的非局域行为可用于从一个由两个无信号组件构成的不可信设备中生成有保证的新鲜随机性；由于该生成过程需要一些初始新鲜随机性作为催化剂，因此也被称为随机性扩展。Colbeck和Kent提出了首个从不可信设备生成随机性的方法，但未提供严格分析。随后Pironio等人[Nature 464 (2010)]对此进行了探讨，旨在仅基于观测到的设备非局域行为，推导出从不可信设备提取的数据的最小熵的下界。尽管该文章成功开发了实现这一目标的重要工具，但未能以严格且正确的方式将这些工具整合起来，其给出的关于保证的最小熵量的正式声明需要重新审视。在本文中，我们展示了如何结合Pironio等人提供的工具，基于观测到的设备非局域行为，获得从不可信设备产生的数据的最小熵的一个有意义且正确的下界。我们的主要结果确认了Pironio等人表述不当的声明的核心内容，并将其建立在坚实的基础上。我们还探讨了可组合性问题，并证明在假设不同不可信设备之间无纠缠的条件下，它们可以以交替方式进行组合。这使得基于两个不可信但无纠缠的设备实现超多项式随机性扩展成为可能。
引用
@article{arxiv.1111.6052,
title = {Security and Composability of Randomness Expansion from Bell Inequalities},
author = {Serge Fehr and Ran Gelles and Christian Schaffner},
journal= {arXiv preprint arXiv:1111.6052},
year = {2013}
}
备注
12 pages, v3: significant changes: security is proven against adversaries holding only classical side information