Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,441

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОТОКОЛА КВАНТОВОЙ КРИПТОГРАФИИ ВВ84 С КОДИРОВАНИЕМ ОДНОФОТОННЫХ СОСТОЯНИЙ ПО ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ФАЗЕ

Румянцев К.Е., Хайров И.Е., Клочко К.В.
В основе наиболее распространенных криптографических систем положен принцип защиты, заключающийся в большой трудности расшифровывания криптограмм и требующих больших вычислительных мощностей. Однако они полностью не исключают возможность расшифровки криптограмм. Одним из наиболее перспективных и достаточно новых направлений в области криптографии является квантовая криптография. В отличие от большинства классических криптосистем, защищенность которых основывается на недоказанных математических предположениях, защищенность квантовых криптографических систем опирается на фундаментальные законы квантовой механики, что при надлежащей реализации таких систем делает принципиально невозможным чтение передаваемых сообщений третьими лицами. Как показывают исследования в данной области, сочетание квантово-криптографических методов распределения секретного ключа и классических методов шифрования позволит создать фундаментально защищенные системы передачи конфиденциальной информации.

Одним из наиболее распространенных в настоящее время протоколов квантовой криптографии является протокол ВВ84. В данном протоколе однофотонные состояния могут быть промодулированы по поляризации или по относительной фазе. Каждый из этих методов модуляции имеет свои преимущества и недостатки. В частности, поляризационная модуляция наиболее предпочтительна при передаче данных по открытому оптическому каналу, в то время как модуляция по относительной фазе может быть использована в волоконно-оптических системах связи. В случае модуляции фотонов по относительной фазе данный протокол использует 4 фазовых состояния. При этом в зависимости от разности фаз однофотонных импульсов передающего и приемного модулей возможна конструктивная, либо деструктивная интерференции, что определяет передаваемый бит информации.

Проведенные исследования методов съема информации в квантовых каналах с кодированием однофотонных импульсов по относительной фазе позволили выявить наиболее эффективные из них и сформулировать требования к методам защиты. Одним из методов съема является "мощная импульсная атака" [1], при которой нет необходимости напрямую взаимодействовать с квантами света. Следовательно, фазовые системы "Plug&Play" являются уязвимыми по отношению к атакам типа "Троянский конь" [1]. Действительно, Ева может послать сканирующий импульс для выяснения текущего состояния фазового модулятора Алисы (или Боба) и получить его обратно из-за сильного отражения, вызванного зеркалом на конце установки. Для предотвращения подобных видов атак Алиса устанавливает у себя аттенюатор для уменьшения количества света, проходящего через систему. Однако очевидно, что при внесении слишком сильного ослабления система сама окажется неработоспособной. Кроме того, необходимо отслеживать интенсивность принимаемого света при помощи классического детектора, чтобы отследить факт возможной атаки [1].

Так же недостатком системы "Plug&Play" является то, что они не могут работать с настоящими однофотонными источниками и, следовательно, не будут выигрывать от продвижений в области создания таких источников.

Таким образом, проведенные исследования подтвердили актуальность разработки новых методов противодействия атакам в квантовых каналах.

The bibliographic list

  1. Vakhitov A.V., Makarov V., Hjelme D.R. Large pulse attack as a method of conventional optical eavesdropping in quantum cryptography // Journal of modern optics. 2001.vol. 48. №13. p. 2023-2038.

Библиографическая ссылка

Румянцев К.Е., Хайров И.Е., Клочко К.В. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОТОКОЛА КВАНТОВОЙ КРИПТОГРАФИИ ВВ84 С КОДИРОВАНИЕМ ОДНОФОТОННЫХ СОСТОЯНИЙ ПО ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ФАЗЕ // Фундаментальные исследования. – 2004. – № 5. – С. 100-100;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=5820 (дата обращения: 24.10.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074