Optical layer attacks on communication networks are one of the weakest reinforced areas of the network, allowing attackers to overcome security when proper safeguards are not put into place. Here, we present our solution or Quantum Encryption in Phase Space (QEPS), a physical layer encryption method to secure data over the optical fiber, based on our novel round-trip Coherent-based Two-Field Quantum Key Distribution (CTF-QKD) scheme. We perform a theoretical study through simulation and provide an experimental demonstration. The same encryption is used for QEPS as CTF-QKD but achieved through a pre-shared key and one-directional transmission design. QEPS is uniquely different from traditional technology where encryption is performed at the optical domain with coherent states by applying a quantum phase-shifting operator. The pre-shared secret is used to seed a deterministic random number generator and control the phase modulator at the transmitter for encryption and at the receiver for decryption. Using commercially available simulation software, we study two preventative measures for different modulation formats which will prevent an eavesdropper from obtaining any data. QEPS demonstrates that it is secure against tapping attacks when attackers have no information of the phase modulator and pre-shared key. Finally, an experiment with commercial components demonstrates QEPS system integrability.


翻译:对通信网络的光层攻击是网络中最薄弱的强化领域之一,使攻击者能够在没有适当保障的情况下克服安全。在这里,我们展示了我们的解决方案或分量加密在相位空间(QEPS),这是一种物理分层加密方法,根据我们的新颖的双轨双轨相向量子键分布(CTF-QKD)计划,确保光纤数据的安全。我们通过模拟进行理论研究并提供实验示范。同样加密用于QEPS,如QTF-QKD,但通过预先共享的钥匙和单向传输设计实现。QEPS与传统技术不同,在光学域进行加密时,采用量子相位转换操作操作操作。预共享秘密用于种子确定性随机数生成器,控制加密发射器和解密接收器的阶段调制。我们利用商业上可用的模拟软件,研究两种不同的调制格式的预防措施,这种格式将防止在光学领域进行加密,通过量子相转换操作,从而演示任何组合式的EPS,最后将展示一个安全级级的磁带。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
70+阅读 · 2022年6月28日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
144+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
167+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
99+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年3月9日
VIP会员
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员