Тема: ТЕХНИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ КВАНТОВОЙ КРИПТОГРАФИИ

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 определение оптических параметров установки для достижения однофотонного режима.
В связи с поставленной целью задачами являются:
1. Обзор теоретических основ квантовой криптографии
2. Возможности технической реализации методом квантового распределения ключа
3. Проведение эксперимента
4. Оформление работы.
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.

Купить

Интерес к квантовой криптографии со стороны коммерческих и военных организаций растет, так как эта технология гарантирует абсолютную защиту. Создатели технологий квантовой криптографии вплотную приблизились к тому, чтобы масштабно выпустить их из лабораторий на рынок. Основная проблема реализации метода состоит в распространении секретного ключа между пространственно удаленными пользователями [20].
В ходе выполнения данной работы можно сделать следующие выводы:
1. Перспективность квантовой криптографии основана на фундаментальных законах квантовой механики в противоположность используемым сейчас методам криптографии.
2. Существуют экспериментальные установки квантового распределения ключа на поляризационном кодирование и на фазовом кодирование, от чего зависит какие будут компоненты в экспериментальной установке.
3. Определены параметры ослабления, при котором достигается однофотонный режим: а( 0.1 ) = 11,81 дБ , а( 0.5 ) = 8,3 дБ.
4. При исследовании зависимость длины квантового ключа от ослабления аттенюатором, можно сделать вывод, что мы не можем сделать длину ключ сильно большой, так как выходим за пределы однофотонного режима.

Купить