Dentro de la criptografía cuántica , el protocolo de distribución de claves cuánticas (QKD) del estado Decoy es el esquema QKD más ampliamente implementado. Los sistemas QKD prácticos utilizan fuentes de fotones múltiples, en contraste con el protocolo estándar BB84 , lo que los hace susceptibles a la división del número de fotones .(PNS) ataques. Esto limitaría significativamente la velocidad de transmisión segura o la longitud máxima del canal en los sistemas QKD prácticos. En la técnica de estado de señuelo, esta debilidad fundamental de los sistemas QKD prácticos se aborda mediante el uso de múltiples niveles de intensidad en la fuente del transmisor, es decir, los qubits son transmitidos por Alice usando niveles de intensidad elegidos al azar (un estado de señal y varios estados de señuelo), lo que resulta en un número variable de fotones. Estadísticas en todo el canal. Al final de la transmisión, Alice anuncia públicamente qué nivel de intensidad se ha utilizado para la transmisión de cada qubit. Un ataque PNS exitoso requiere mantener la tasa de error de bit (BER) en el extremo del receptor, lo que no se puede lograr con estadísticas de número de fotones múltiples. Al monitorear los BER asociados con cada nivel de intensidad,
En las pruebas de seguridad de los protocolos QKD, como BB84 , se supone que el remitente, Alice, utiliza una sola fuente de fotones. En realidad, no existe una fuente perfecta de fotones individuales. En cambio, las fuentes prácticas, como el estado coherente débilfuente de láser, son ampliamente utilizados para QKD. El problema clave con estas prácticas fuentes QKD radica en sus componentes multifotónicos. Existe una laguna de seguridad grave cuando Alice utiliza estados multifotónicos como portadores de información cuántica. Con componentes de múltiples fotones, un espía, Eve, podría en principio dividir los fotones, quedarse con un fotón y enviar el resto a Bob. Después de que Alice y Bob anuncien la información básica, Eve puede medir el fotón interceptado para obtener la información clave. Cuando el canal tiene pérdidas, Eve puede lanzar ataques más sofisticados, como el ataque de división del número de fotones. Para minimizar los efectos de los estados multifotónicos, Alice tiene que usar una fuente de láser extremadamente débil, lo que da como resultado una velocidad QKD relativamente baja. Se propone el método de estado de señuelo para resolver este problema de fotones múltiples mediante el uso de algunas intensidades de fotones diferentes en lugar de una. Con estados señuelo, las fuentes prácticas, como una fuente de estado coherente o anunciadafuente de conversión descendente paramétrica (PDC), funcionan casi tan bien como una fuente de un solo fotón. [1]
El esquema de estado señuelo fue propuesto por Won-Young Hwang de la Universidad Northwestern . [2] Posteriormente, se probó su seguridad desarrollando un modelo de canal de número de fotones y asumiendo el uso de un número infinito de estados señuelo. [3] Un método de estado de señuelo práctico común solo necesita dos estados de señuelo, señuelo de vacío y señuelo débil. Este método de vacío + estado de señuelo débil fue propuesto por primera vez por Hoi-Kwong Lo de la Universidad de Toronto , [4] y luego fue analizado por otros. [5] [6] Se ha demostrado que con solo los estados vacío y señuelo débil, la tasa de clave alcanzada es muy cercana al caso del estado señuelo infinito. [6]
El primer experimento del método de estado de señuelo fue realizado por el grupo de Hoi-Kwong Lo y su colaborador Li Qian, [7] donde se emplea el método de un estado de señuelo [6] . La distancia de transmisión es de 15 km y la velocidad de generación de claves es de 165 bit/s. Luego, se demuestra un QKD de mayor distancia con el método de vacío + estado de señuelo débil a través de fibra de 60 km. [8] Más tarde, tres grupos experimentales demostraron el método del estado señuelo en distancias de 100 km. [9] [10] [11] Hay muchas otras manifestaciones después. [12] [13]
También se han analizado los protocolos QKD de estado señuelo con fuentes de estado no coherente. El protocolo de estado de señuelo pasivo, en el que los estados de señuelo se preparan de forma pasiva, se propone como una fuente de conversión descendente paramétrica . [14] [15]