Kvant kriptografiyasiga asoslangan kalitlarni taqsimlash protokollari

|
Kvant kriptografiyasiga asoslangan kalitlarni taqsimlash protokollari
|
bet | 6/7 | Sana | 19.05.2024 | Hajmi | 0,77 Mb. | | #243620 |
Bog'liq Kripto Mustaqil ishi namozovKvant kriptografiyasiga asoslangan kalitlarni taqsimlash protokollari.
Kvant kriptografiyasiga asoslangan kalitlarni tarqatish protokollari kriptografik kalitlarni ikki tomon o'rtasida xavfsiz yaratish va tarqatish uchun kvant mexanikasi tamoyillaridan foydalanadi. Ushbu protokollar kalit almashinuvi uchun ishlatiladigan kvant holatini ushlab turish yoki o'lchash uchun har qanday urinish aniqlanishini ta'minlaydi va yuqori darajadagi xavfsizlikni ta'minlaydi. Kvant kriptografiyasida keng tarqalgan ikkita kalit tarqatish protokoli:
BB84 protokoli: BB84 (Bennett-Brassard 1984) protokoli kvant kalitlarini taqsimlashning eng qadimgi va eng mashhur protokollaridan biridir.
Bu turli kvant holatlarida kodlangan fotonlarning (yorug'likning alohida zarralari) uzatilishini o'z ichiga oladi. Kalit almashinuvi jarayoni quyidagi bosqichlardan iborat:
a. Tayyorlanishi: Yuboruvchi (Alis) kalitning har bir bitini gorizontal yoki vertikal polarizatsiya yoki diagonal yoki antidiagonal polarizatsiya sifatida tasodifiy kodlaydi.
b. Etkazish: Elis kodlangan fotonlarni kvant kanali orqali qabul qiluvchiga (Bob) yuboradi.
c. O'lchov: Bob tasodifiy ravishda har bir qabul qilingan fotonni o'lchash uchun asosni (gorizontal/vertikal yoki diagonal/antidiagonal) tanlaydi.
d. Ommaviy muhokama: Elis va Bob har bir translyatsiya uchun tanlagan asoslarini ochiq e'lon qilishadi.
e. Kalit avlodi: Elis va Bob o'lchov asoslari mos keladigan bitlarni saqlab qoladi va qolganlarini tashlab yuboradi. Ular yakuniy umumiy kalitni olish uchun xatolarni tuzatish va maxfiylikni kuchaytirishni amalga oshiradilar.
BB84 xavfsizligi har qanday tinglash urinishi jamoatchilik muhokamasi bosqichida aniqlanishi mumkin bo'lgan xatolarga olib kelishiga asoslanadi.
E91 protokoli: 1991 yilda Ekert tomonidan ishlab chiqilgan E91 protokoli kalitlarni xavfsiz tarqatish uchun chalkashlik tushunchasidan foydalanadi.
U kvant chalkashlik fenomeniga tayanadi, bu erda ikkita zarra o'zaro bog'lanadi va ular orasidagi masofadan qat'iy nazar ma'lumot almashadi. Kalit almashinuvi jarayoni quyidagi bosqichlarni o'z ichiga oladi:
a. Chiqish avlodi: Elis bir juft chigallashgan zarrachalarni yaratadi va birini Bobga yuboradi, ikkinchisini esa ushlab turadi.
b. O'lchov: Elis va Bob tasodifiy o'z zarralari uchun o'lchov asoslarini tanlaydilar va o'lchovlarni amalga oshiradilar.
c. Ommaviy muhokama: Elis va Bob har bir o'lchov uchun tanlagan asoslarini ochiq e'lon qilishadi.
d. Kalit avlod: Elis va Bob o'lchov natijalarini asoslari mos keladigan joyda saqlab qoladi va qolganlarini tashlab yuboradi. Ular yakuniy umumiy kalitni olish uchun xatolarni tuzatish va maxfiylikni kuchaytirishni amalga oshiradilar.
E91 protokolining xavfsizligi Bellning tengsizliklarini buzishga asoslangan bo'lib, agar tinglovchi chigal zarrachalardan ma'lumot olishga harakat qilsa, yuzaga keladi.
BB84 va E91 protokollari kvant mexanikasi tamoyillaridan foydalangan holda kalitlarni xavfsiz taqsimlash usullarini taqdim etadi. Ushbu protokollar kalitlarni almashtirish jarayonini to'xtatish yoki buzishga bo'lgan har qanday urinish aniqlanishini ta'minlaydi, bu klassik kalitlarni tarqatish usullariga qaraganda yuqori darajadagi xavfsizlikni ta'minlaydi.
Xulosa.
Xulosa qilib aytganda, kvant kriptografiyasiga asoslangan kalitlarni taqsimlash protokollari ikki tomon o'rtasida xavfsiz va mustahkam kalit almashinuvini ta'minlash uchun kvant mexanikasi tamoyillaridan foydalanadi. BB84 va E91 kabi protokollar ishlab chiqarilgan kriptografik kalitlarning maxfiyligi va yaxlitligini ta'minlash uchun kvant holatlari va o'lchovlarining xususiyatlaridan foydalanadi.
Ushbu protokollar kalitlarni tarqatishning an'anaviy usullariga nisbatan bir qator afzalliklarga ega. Birinchidan, ular kalit almashish jarayonida har qanday tinglash urinishlarini aniqlash uchun vositani taqdim etadi. Kvant mexanikasining tamoyillari tajovuzkorga uzatilgan kvant holatlarini aniqlash mumkin bo'lgan izlarsiz ushlab turish yoki o'lchashni juda qiyinlashtiradi.
Ikkinchidan, kvant kalitlarini tarqatish protokollari axborot-nazariy xavfsizlikni taklif qiladi, ya'ni kalitlarning xavfsizligi hisoblash taxminlariga emas, balki fundamental jismoniy printsiplarga asoslanadi. Bu ularni klassik va kelajakdagi kvant kompyuterlarining hujumlariga chidamli qiladi.
Ammo shuni ta'kidlash kerakki, kvant kalitlarini tarqatish protokollarini amaliy qo'llash foton yo'qolishi, shovqin va kanallarning buzilishi kabi texnologik muammolarga duch keladi. Ushbu qiyinchiliklarni bartaraf etish va keng miqyosda joylashtirish uchun kvant kalitlarini tarqatish tizimlarini kengaytirish tadqiqotning faol yo'nalishi hisoblanadi.
Shunga qaramay, kvant kriptografiyasi kvant hisoblash davrida kalitlarni xavfsiz taqsimlashni ta'minlash uchun katta va'da beradi. Kvant texnologiyalaridagi davom etayotgan yutuqlar va kvantdan keyingi kriptografiya algoritmlarini ishlab chiqish kriptografik tizimlarning paydo bo'ladigan tahdidlarga nisbatan uzoq muddatli xavfsizligini ta'minlashga qaratilgan.
|
| |