Русский
Русский
English
Статистика
Реклама

Как передать секретное послание?

Это материал изгида Квантовыетехнологии. Партнер гидаАкадемияРосатома.Что это?Принцип работы первого в истории протокола квантового распределения ключа BB84, созданного в 1984 году.Задача любого такого протокола передать от одного пользователя к другому данные для создания ключа, которые используются врасшифровкенекоторого сообщения. Генерируемые квантовыми распределителями ключи очень сложно перехватить, поскольку они передаются частицами в состоянии квантовой неопределенности. Если злоумышленник попытается считать с частиц передаваемую информацию, то это изменит их квантовое состояние, что непременно заметят отправитель и получатель.Для квантового распределения ключа по протоколу BB84 пользователям необходимо два канала связи:квантовый и классический. Алиса так в криптографии обычно называют отправителя последовательно посылает по квантовому каналу фотоны, которые находятся в четырехразных состояниях, относящихся к двум базисам поляризации: горизонтально-вертикальному + (состояния поляризации , 0 и , 90) и диагональному X (состояния поляризации , 45 и , 135). Фотоны в состоянии и получают значение 0, а в и 1, или наоборот. Боб (получатель) не знает, в каком состоянии находится каждый прибывший фотон, но имеет возможность измерять его посредством двух фильтров, настроенных на горизонтально-вертикальные состояния или на диагональные. Если Боб измерит фотон подходящим для него фильтром, то он сможет гарантированно считать его состояние. Если же нет, то он с вероятностью 50% получит какой-то из двух результатов, на которые настроен фильтр. К примеру, с помощью горизонтально-вертикального фильтра + Боб корректно измерит кубит в состоянии . Если же он измерит этот же кубит диагональным фильтром X, то он получит или состояние , или состояние .После этого Боб связывается с Алисой и сообщает ей, с помощью какого из фильтров был измерен каждый фотон. Сами результаты измерений он сохраняет втайне. Если Боб угадал, в каком базисе был отправлен фотон, то и он, и Алиса будут использовать его при составлении ключа, если нет этот фотон не учитывается. После этого Алиса и Боб преобразуют результаты измерений в двоичный ключ в соответствии с тем, какие значения они присвоили каждому состоянию. Как правило, в ходе сопоставления неправильно измеряются примерно 50% фотонов. Поэтому в итоге получается ключ, число знаков в котором в два раза меньше, чем число посланных фотонов.После этого необходимо проверить уровень ошибок, выявленных в ходе передачи данных. Какие-то ошибки возникают из-за естественных причин, однако они могут быть вызваны и тем, что злоумышленник попытался перехватить данные, измерив состояние фотонов или попытавшись подменить их. Порог такой ошибки для квантовой криптографии 11%. Если уровень ошибок 11% или больше, значит, ключ скомпрометирован, и его нельзя использовать.Чем это интересно для науки?Самая главная проблема протокола BB84 сравнительно небольшое расстояние, на которое с его помощью можно передать фотоны,до 100130 км. В то же время находящиеся в разработке протоколы DPS и COW потенциально смогут обеспечить вплоть до 300 км, если будет доказана их безопасность. Поэтому основное направление работы ученых по совершенствованию имеющихся протоколов квантового распределения ключа это создание квантового повторителя, который смог бы выступать в качестве усилителя сигнала и открыл бы возможности для передачи данных на тысячи километров.Почему это важно знать?Квантовые технологии все активнее входят в жизни людей. Это особенно верно в отношении протоколов квантового распределения ключей, которые вышли на коммерческий рынок еще в 2003 году. Все больше информации будет защищаться с помощью квантовой криптографии, поэтому полезно знать основные принципы ее работы.
Источник: postnauka.ru
К списку статей
Опубликовано: 20.02.2021 14:05:20
0

Сейчас читают

Комментариев (0)
Имя
Электронная почта

Общее

Категории

Последние комментарии

© 2006-2021, umnikizdes.ru