Влияние калибровочных параметров на распределение ключа в квантово - криптографической системе-Дипломная работа

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 4
1 Основы теории квантовой криптографии 6
1.1 Протоколы квантового распределения ключа 7
1.1.1 Протокол квантового распределения ключа BB84 8
1.1.2 Структура системы с фазовым кодированием 14
2 Учебная модульная установка квантового распределения ключей на основеавтокомпенсационной двухпроходной схемы Plug&Play 17
2.1 Экспериментальная установка 17
2.2 Описание программного обеспечения 22
2.3 Настройка установки 23
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение

Научно-техническая революция в последнее время приняла грандиозные масштабы в области информатизации общества на базе современных средств вычислительной техники, связи, а также современных методов автоматизированной обработки информации. Информация в современном обществе - одна из самых ценных вещей в жизни, требующая защиты от несанкционированного проникновения лиц, не имеющих к ней доступа.
Квантовая криптография, также часто называемая методом генерации квантового ключа, является одним из актуальных направлений на сегодняшний день. Основная цель квантовой криптографии состоит в организации абсолютно секретной передачи данных между двумя пользователями, традиционно называемыми Алисой (передатчик) и Бобом (приемник). Секретность и невозможность незаметного перехвата посторонним лицом передаваемых данных основана на фундаментальных законах квантовой механики в противоположность используемым сейчас методам криптографии, которые основаны на математических закономерностях и, в принципе, поддаются расшифровке. В соответствии с математически доказанным утверждением Шеннона передача данных не поддается расшифровке, если сообщение зашифровано одноразовым случайным ключом (длина ключа равна длине сообщения) и этот ключ известен только индивидуальным пользователям. Основная проблема при реализации данного метода состоит в распространении секретного ключа между удаленными пользователями [1].
Такой случайный ключ позволяет сформировать квантовая криптография путем организации передачи одиночными фотонами. Каждый фотон кодируется определенным квантовым состоянием (например, по поляризации или фазе), и принимающая сторона может извлечь правильное значение зашифрованного бита, проводя измерение квантового состояния фотона в заданном базисе. Если в качестве носителей информации использовать одиночные квантовые объекты, то любая попытка перехвата неизбежно приведет к необратимому изменению квантовых состояний этих объектов, по которому факт вторжения может быть выявлен [2]. Конечной целью работ по квантовой криптографии является создание глобальной инфраструктуры распределения ключей, использующей как волоконные линии связи, так и открытое пространство, включая оптические соединения между низкоорбитальными спутниками. Работы по созданию такой инфраструктуры уже давно ведутся во всех технологически развитых странах как в лабораторных условиях, так и на реальных волоконных линиях связи, а также через открытое пространство.
Целью работы является решение задачи уменьшения ошибки формирования ключа в системах защиты информации методом квантовой криптографии с использованием системы фазового кодирования.
В связи с поставленной целью задачами являются:
1. Изучение основных принципов передачи информации по квантово-оптическим каналам с помощью квантового шифрования
2. Изучение элементной базы установки квантового распределения ключа
3. Настройка генерации ключа в установке с фазовым кодированием
4. Определение зависимости распределения квантового ключа и велечины ошибки от напряжения на фазовом модуляторе и количества импульсов в трейне.
В данной работе содержится необходимая теория для ознакомления с основами квантовой криптографии и методом квантового распределения ключа, в целом же особое внимание уделено практической части - работе на Учебно-исследовательской установке РКЦ.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!

ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ

КУРСОВЫЕ СТАТЬИ ВКР

Литература

1. Shannon C. E. Communication theory of secret systems // Bell Syst. Techn. Journey. 1949. V.28. P. 678-715.
2. Gisin N. et al. Quantum cryptography // Rev. Mod. Phys. 2002. V. 74. P. 145-195.
3. Bruss D., Luetkenhaus N. Quantum Key Distribution: From Principles to Practicalities.// arXiv:quant-ph/9901061 v2 (1999).
4. Скалли М.О., Зубайри М.С. Квантовая оптика. / Пер. с англ. под ред. В.В.Самарцева. - М.: Физматлит, 2003. - 512с.
5. Gisin N. et al. Quantum cryptography // Rev. Mod. Phys. 2002. Vol. 74. P. 145 - 195 H. Bechmann-Pasquinucci and N. Gisin, Phys. Rev. A 59, 4238 (1999)
6. H.-K. Lo, H. F. Chau, and M. Ardehali, J. Cryptol. The Physics of Quantum Information, Phys. Rev. Lett 18, 133 (2005).
7. V. Scarani, A. Acin, G. Ribordy, and N. Gisin, Quantum Teleportation Phys. Rev. Lett.92, 057901 (2004).
8. A. K. Ekert, The Physics of Quantum Information: Quantum Cryptography, Quantum Teleportation, Quantum Computation 2002. Vol. 74. P. 145 - 195 (2000)
9. V. Scarani, A. Acin, G. Ribordy, and N. Gisin, Quantum cryptography Phys. Rev. Lett.92, 057901 (2004).
10. K. Inoue, E. Waks, and Y. Yamamoto, The Physics of Quantum Information Phys. Rev. Lett. 89,037902 (2002)
11. T. Moroder, M. Curty, C. C. W. Lim, L. P. Thinh, H. Zbinden, and N. Gisin, Experimental quantum cryptography Phys. Rev. Lett 109, 260501 (2012).
12. K. Tamaki, M. Koashi, and G. Kato Quantum key distribution with simply characterized light sources // Optics Letters : 1208.1995.
13. D. Stucki, N. Brunner, N. Gisin, V. Scarani, and H. Zbinden, Appl. Phys. Lett. 87, 194108 (2005).
14. Bennett C.H., Brassard G. Quantum cryptography: Public key distribution and coin tossing // IEEE Int. Conf, on Comput. Sys. and Sign. Proces., Bangalore, India, December 1984. 1984. P. 175-179.
15. Boucher W., Debuisschert Th. Experimental implementation of time-coding quantum key distribution // Phys. Rev. A. 2005. 72. 062325...21