Найти

Результаты поиска

• ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МАГИСТРАЛЬНОЙ КВАНТОВОЙ СЕТИ

  А.П. Плёнкин

  256-264

  2025-07-24

  Аннотация ▼

  Уже сегодня в России и во всём мире активно разворачиваются и создаются сети квантовых коммуникаций, разрабатываются стандарты в области квантовых технологий. В рамках дорожной карты по развитию квантовых коммуникаций в России реализуется протяженность квантовых сетей более 7 тыс. км, а к 2030 году планируется более 15 тыс. км. Квантовые коммуникации сегодня – это, по сути, технология квантового распределения ключей, которая находятся на стадии интенсивного научного исследования и развития. Применительно к магистральным квантовым сетям технология распределения секретных ключей нуждается в новых подходах реализации, так как использование аппаратуры различных вендоров и протяженность волоконно-оптических линий связи накладывают преодолимые ограничения на топологии магистральных сетей. Немаловажным аспектом при проектировании квантовых сетей является расчет потерь в оптических каналах связи. Затухания, вносимые различными пассивными и активными элементами, как правило, рассчитываются индивидуально для каждого участка сети и в итоге формируют комплексную энергетическую модель. В статье рассматривается несколько топологий магистральных квантовых сетей и приводится расчет оптических потерь для волоконно-оптического канала связи. В общем виде описан способ обнаружения оптического сигнала в сетях квантовых коммуникаций. Целью статьи является сравнительный анализ энергетических моделей топологий магистральных квантовых сетей и представление варианта реализации участка городской квантовой сети. В работе описывается применимость системы квантового распределения ключей, как в двухпроходном варианте исполнения, так и в однопроходной конфигурации. Приведены результаты анализа энергетической модели и расчет усредненных потерь в квантовом канале.
  В заключении мы предлагаем к рассмотрению возможный вариант топологии квантовой сети.

• СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ОПТИЧЕСКОГО СИГНАЛА В КВАНТОВЫХ СЕТЯХ

  А.П. Плёнкин

  2024-11-10

  Аннотация ▼

  Приводится способ обнаружения оптического сигнала синхронизации для участка сети
  квантовых коммуникаций. Целью статьи является представление варианта реализации городской
  квантовой сети. В работе рассматривается решение задачи конфигурации канала синхронизации
  для систем квантовой связи нестандартной топологии. Описывается обобщенный принцип рабо-
  ты системы квантового распределения ключей с фазовым кодированием. Предлагается алгоритм
  синхронизации, адаптированный для конфигурации городской квантовой сети, содержащей не-
  сколько сегментов. Особенностью предлагаемой схемы является наличие одной приемо-
  передающей станции, с которой взаимодействуют несколько кодирующих станций. В статье
  приведены результаты анализа энергетической модели предлагаемого способа и расчет усреднен-
  ных потерь в квантовом канале. В заключении мы рассуждаем о возможных вариантах структу-
  ры квантовых сетей и о применимости в них процессов синхронизации. Сети квантовых коммуни-
  каций активно масштабируются и используют различные протоколы квантового распределения
  ключей, аутентификации и синхронизации. Квантовое распределение ключей (КРК) решает цен-
  тральную проблему симметричной криптографии и представляет собой безопасную технологию
  генерации идентичной последовательности бит у двух удаленных пользователей. Теоретически,
  безопасность (стойкость) такой технологии не зависит от вычислительной мощности взломщи-
  ков, которые, например, могут обладать квантовым компьютером. Тем не менее, практическая
  реализация теоретических моделей все еще показывает техническое несовершенство, что позво-
  ляет злоумышленникам находить уязвимости. При исследовании и проектировании различных
  модификаций систем квантового распределения ключей (СКРК), необходимо уделять внимание не
  только вопросам стойкости квантовых протоколов, но и компонентам технической реализации
  аппаратуры.

• НЕСАНКЦИОНИРОВАННЫЙ ДОСТУП К СИСТЕМЕ КВАНТОВОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КЛЮЧЕЙ

  А.П. Плёнкин

  2024-08-12

  Аннотация ▼

  Рассматриваются вопросы современного состояния исследований и тенденции в области
  защиты передаваемых данных передовыми криптографическими методами. Приведено описание
  процесса шифрования и дешифрования информации при помощи абсолютно стойкого метода
  одноразового блокнота – шифра Вернама. В статье представлены типичные примеры задач, реа-
  лизованные в области квантовой криптографии. Последнее включает в себя такие элементы, как
  неопределенность исходов, запутанность на квантовом уровне и принцип неопределенности Гей-
  зенберга. Обсуждается подход к шифрованию данных с использованием симметричных алгорит-
  мов и выдвигаются критерии для ключей шифрования, которые гарантируют полностью конфи-
  денциальную передачу информации. Приводится краткий обзор истории развития квантовых
  коммуникационных систем и криптографии, подчеркивается важность дальнейших исследований
  в этой сфере. Отмечается, что в криптографии ключевым аспектом безопасности является рас-
  пределение ключей шифрования среди авторизованных пользователей. Квантовая криптография
  предлагает решение для создания и распределения ключей с помощью методов, основанных на
  принципах квантовой механики, которые применяются в системах квантового распределения
  ключей. Современные реализации систем КРК всесторонне исследуются, в том числе на предмет
  различного рода атак, но подавляющее большинство исследований сосредоточено на поиске уяз-
  вимостей в работе квантовых протоколов, например, через техническое несовершенство компо-
  нентов систем КРК. В работе рассматривается способ осуществления несанкционированного
  доступа к системе КРК в процессе калибровки аппаратуры детектирования. Исследован способ
  получения несанкционированного доступа к работе системы квантового распределения ключей в
  режиме калибровки и предложен метод противодействия. Приведены результаты натурных ис-
  следований, которые показывают, что системы квантового распределения ключей имеют уязви-
  мости не только при работе квантового протокола, но и в других жизненно важных стадиях
  функционирования системы. Описанный тип атаки позволяет несанкционированно получить дан-
  ные о квантовом канале связи и осуществлять управляемую помеху процессу работы системы.
  Предложен способ построения автокомпенсационных систем оптической связи, обеспечивающий
  защищенность процесса калибровки от несанкционированного доступа. Показано влияние ослаб-
  ленных до фотонного уровня синхроимпульсов на вероятность верного обнаружения отрезка вре-
  мени с оптическим сигналом. В статье описаны результаты экспериментов, демонстрирующие
  различия между теоретическими данными и фактическими характеристиками отдельных эле-
  ментов системы квантовой связи.