Verifica quantistica della posizione tollerante alle perdite per reti metropolitane

Abstract degli autori

Un sigillo spazio-temporale, ovvero una garanzia crittografica che un evento digitale è avvenuto in un luogo e in un momento autorizzati, può integrare una firma digitale con l’attestazione della posizione per applicazioni legali, finanziarie e normative. In contesti ostili, qualsiasi implementazione puramente classica di un simile sigillo può essere contraffatta. La verifica quantistica della posizione (QPV) offre una soluzione basata sulla fisica, sfruttando il teorema di non clonazione e il principio di non segnalazione per certificare le coordinate spazio-temporali di una parte. Sebbene la fattibilità della QPV sia stata dimostrata di recente tramite protocolli basati sull’entanglement e sulla luce coerente, ottenere la tolleranza alle perdite per questi schemi aumenta notevolmente la complessità di implementazione su scala metropolitana. Qui presentiamo e dimostriamo sperimentalmente un protocollo di QPV tollerante alle perdite (LT-QPV), la cui sicurezza è indipendente dalle perdite del canale. Dimostriamo la sicurezza a dimensione finita contro avversari quantistici entangled a tempo polinomiale, nel modello di oracolo casuale quantistico implementato con funzioni hash crittograficamente sicure. Implementato interamente con componenti commerciali disponibili in commercio, il nostro sistema certifica la posizione in 22 minuti di raccolta netta dei dati contro un avversario con capacità limitate, e offre un percorso chiaro verso la certificazione in tempo reale (<1s) con hardware potenziato. La nostra architettura, che richiede un solo nodo quantistico di verifica insieme a infrastrutture classiche, è naturalmente compatibile con le reti quantistiche metropolitane e pone le basi per una certificazione spazio-temporale scalabile, supportata dalla fisica e implementabile come servizio.