id: Гость   вход   регистрация
текущее время 14:42 28/03/2024
Владелец: unknown редакция от 28/02/2012 10:40 (автор: unknown) Печать
Категории: криптография, квантовая криптография
создать
просмотр
редакции
ссылки

Это старая редакция страницы Библиотека / Статьи / Quantum Cryptography / Quantum Key Distribution за 28/02/2012 10:40.


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".)


Что произойдёт если Ева в процессе прослушивания передачи попытается открыть некоторые из квантовых ящиков? Если Ева по случайности откроет правильную дверь, то она сможет скопировать информацию и отправить её Бобу. Однако, в половине случаев она будет открывать неправильные двери и может изменить значение кубита. Если Алиса и Боб проведут тесты и смогут сравнить незначительную часть своего ключа, то они смогут убедиться, что Боб получил то, что посылала Алиса. Если сверенная часть ключа у Алисы и Боба совпадает, то они могут быть уверены, что Ева не открывала никаких ящиков. С другой стороны, если их ключи не совпадают, значит им станет известно, что Ева пыталась выяснить ключ.


То, что приведено — это лишь описание протокола квантового распределения ключей BB84, первоначально представленного в 1984 году Беннетом и Брассаром. Благодаря нему Алиса и Боб могут измерять только часть ошибок в ключе, часто называемых битрейтом квантовых ошибок, также этот протокол предоставляет доказуемо безопасный ключ или информацию о том, что распределение (согласование) ключа между Алисой или Бобом потерпело неудачу.

Протокол BB84 с использованием поляризованного света


Назад | Оглавление | Дальше