Квантовое распределение ключей

Квантовая криптография не используется непосредственно для передачи секретной информации, а используется чаще всего для передачи случайного секретного ключа (см. рис. 3). Как только ключ был успешно передан по линии, то он может быть использован в классическом симметричном шифре (таком как AES или ранее упомянутый одноразовый блокнот) для шифрования и расшифрования информации. Рассмотрим протокол квантового распределения ключей.

Протокол BB84

При рассмотрении протокола будет называть отправителя Алисой, а получателя Бобом. Предположим, что Алиса генерирует случайную последовательность битов, кодирует их в кубиты, случайно выбирая двери X или Z в квантовом ящике и посылает кубиты по квантовому каналу Бобу. Боб не знает, какую дверь дверь использовала Алиса и поэтому выбирает двери случайным образом. В результате Боб открывает правильную дверь только в половине случаев. В этих случаях он считывает правильную информацию. На этой стадии биты Боба называются необработанным ключом. После того, как Боб открыл все квантовые ящики, как он, так и Алиса открыто сообщают, какие двери они использовали для помещения и измерения значений кубитов. Затем они сохраняют значения только тех кубитов, для ящиков которых открывались те же самые двери. Эта случайная последовательность битов, которая сейчас является общей между Алисой и Бобом называется просеянным ключом, который примерно вполовину короче исходного необработанного ключа.

<рис. 3>

Рис. 3. Использование квантового распределения ключа в схеме симметричного шифрования. Первый шаг — это распределение секретного ключа между Алисой и Бобом. Затем ключ может быть использован в симметричном шифре для кодирования и декодирования передаваемой информации. (Прим. перев.: термины "кодирование" и "декодирование" было бы правильнее в исходном тексте статьи заменить на "шифрование" и "расшифрование".)

Протокол BB84 с использованием поляризованного света

Назад | Оглавление | Дальше