ОЦЕНКА СКОРОСТИ ПЕРЕДАЧИ КЛЮЧА В КВАНТОВО-КРИПТОГРАФИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ

Обозначения и сокращения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1 Принципы передачи данных в системах квантовой криптографии. . . . . 6
1.1 Основные характеристики систем квантовой криптографии. .. . . . 6
1.2 Протоколы передачи данных в системе квантовой криптографии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.3 Преимущества и недостатки квантовой передачи данных. . . . . . . 21
1.4 Комплекс передачи конфиденциальной информации с квантовым распределением ключа. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2 Скорость передачи данных в системе квантовой криптографии . . . . . 33
2.1 Основные факторы, определяющие скорость передачи данных в системе квантовой криптографии. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.2 Методы усиления секретности и коррекции ошибок. . . . . . . . . . . 35
2.3 Влияние характеристик фотодетекторов на скорость передачи данных. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
3 Оценка скорости передачи данных в квантово-криптографической системе. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3.1 Зависимость скорости передачи данных от параметров фотодетекторов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3.2 Зависимость скорости передачи данных от длины линии связи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
3.3 Расчет скорости передачи данных на разных фотодетекторах с учетом протоколов усиления секретности и коррекции ошибок. . . 51
Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
Список использованных источников . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

Весь текст будет доступен после покупки

Квантовая криптография является одной из передовых областей информационной безопасности, которая использует принципы квантовой механики для формирования ключа в системах шифрования. Однако, несмотря на потенциальные преимущества квантовой криптографии, она сталкивается с рядом технических ограничений, которые влияют на скорость передачи данных. Поэтому исследование влияния параметров фотодетекторов протоколов усиления секретности и коррекции ошибок на скорость передачи данных в системе квантовой криптографии является актуальной задачей.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Принципы передачи данных в системах квантовой криптографии

1.1 Основные свойства квантовой криптографии

Криптография - математическая наука о секретных коммуникациях, имеет большую историю начиная с древних греков. Во Второй мировой войне успехи союзников во взломе шифров Германии и Японии сыграли важную роль в исходе конфликта и разработке современного компьютера. Сегодня возможность обеспечить секретность военных или дипломатических сообщений важна как никогда, но криптография также становится все более и более важной в повседневной жизни. С ростом компьютерных сетей для передачи конфиденциальной информации с каждым днем растет и потребность в шифровании для гарантии, что эта информация не может быть получена третьими лицами.
Две основные цели криптографии — это возможность обмениваться информацией, которая недоступна третьим лицам и проверка подлинности данных в ходе обмена. Обе эти цели могут быть достигнуты с доказуемой безопасностью, если отправитель и получатель владеют общими секретными "ключами". Таким образом, ключ, который представляет собой случайную числовую последовательность, является очень ценным элементом сети, даже если он сам по себе не передает никакой полезной информации. Одна из главных проблем криптографии – это, так называемая, "проблема распределения ключей". Как сделать так, чтобы отправитель и предполагаемый получатель, обмениваясь данными, были уверенны в том, что третьи лица даже частично не могут получить информацию из данного «диалога». Доказуемо невозможно сформировать секретный ключ с помощью обычной коммуникации и криптографии, поэтому распределение ключей всегда зависело от установления физически безопасного канала или условной безопасности обусловленной «трудной» математической задачей в открытом ключе. Тем не менее, безопасное распределение ключей становится возможным только благодаря квантовой коммуникации. Именно эта процедура распределения ключей является абсолютно безопасной и осуществляется с помощью квантовой криптографии, а не передачи зашифрованного сообщения. Следовательно, более точным названием является квантовое распределение ключей (КРК). Наиболее очевидной функцией безопасности системы КРК является то, что невозможно создать точной копии неизвестного квантового состояния отправленного фотона, который находится в суперпозиции.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Килин, С.Я. Квантовая криптография: идеи и практика / С.Я. Килин, Д.Б. Хорошко, А.П. Низовцев – Минск: Белорусская наука, – 2007 – с. 249-261. – ISBN 978-985-08-0899-8.
2. Испытание комплекса квантовой криптографической аппаратуры защиты информации на городских волоконно-оптических линиях связи / А.В. Борисова, А.Е. Жиляев, С.В. Алфёров, В.Л. Елисеев, Ю.В. Кармазиков, А.Н. Климов, К.А. Балыгин // Вестник Российского нового университета. – 2019. – вып. 4. - С. 100-110.
3. Известия вузов России. Радиоэлектроника. 2011. вып. 6. – c. 26- 39.
4. Физика квантовой информации / Д. Бауместер [и др.] ? М.: Постмаркет, 2003. ? 376 с.
5. Активная стабилизация в волоконной квантовой криптографии / К.А. Балыгин, А.Н. Климов,С.П. Кулик, С. Н. Молотков // Письма в ЖЭТФ, – 2016. – том 103, вып. 6, - С. 469 – 474.
6. Задорин, А.С. Скорость генерации кода в системе квантового
распределения ключей // Доклады ТУСУРа, – 2011. – № 2 (24), часть 2. – 3 С.
7. А. В. Поляков. Скорость формирования квантового распределения ключа в волоконно-оптических системах квантовой криптографии / А. В. Поляков, Е. И. Ляховская; Белорусский государственный университет, Минск, – 2021. – с. 275-279.
8. Кронберг, Д. А. Квантовая криптография / Д. А. Кронберг, Ю. И. Ожигов, А. Ю. Чернявский; Московский гос. ун-т им. М. В. Ломоносова, Фак. вычислительной математики и кибернетики, – 2011. – 112 С.
9. О коррекции ошибок в системах квантовой криптографии / К. А. Балыгин, А. Н. Климов, С. П. Кулик, С. Н. Молотков // Письма в ЖЭТФ, – 2016. – том 104, вып. 5, - с. 349 – 355.

Весь текст будет доступен после покупки