'

Quantum Cryptography

Понравилась презентация – покажи это...





Слайд 0

Quantum Cryptography Головдинова Алина


Слайд 1

2 План доклада Введение Основные понятия 3 базовых задачи Элементы квантовой механики Кубиты Опыт Юнга Начала Quantum cryptography Протокол ВВ84


Слайд 2

3 Введение Quantum cryptography является лучшим применением квантовых вычислений на сегодняшний день Впервые в истории появилась надежда реализовать с помощью Quantum cryptography совершенную секретность Quantum cryptography работает!


Слайд 3

4 Состояние на сегодня Classical Cryptosystems, например RSA, базируется на проблеме разложения на множители. Quantum Computers могут взломать такие шифры. Нам нужна новая система шифрования!


Слайд 4

5 Основные понятия Исходный текст Р, ключ К e(Р, K)=С - шифрованный текст d[e(M, K), K] =Р- расшифрованный Eve Alice Bob


Слайд 5

6 Проблемы Первоначальной секретность Аутентификации Обнаружение подслушивателя Prob (P|C) = Prob (C) One-Time Pad (OTP) P=P1,P2,P3 K=K1,K2,K3 C=C1,C2,C3 Ci=Pi+Ki mod 2 for i=1,2,3… P=11 01 K=01 00 C=P+K=10 01


Слайд 6

7 Вычислительная безопасность Определение: f называется односторонней функцией, если: 1) f легко вычислить 2) обратную к ней трудно Ea ?? Eb Alice : Da(Alice) Cs=Eb(P+Da(Alice)) ? Bob Bob: Db(Cs)=P+Da(Alice) Ea(Da(Alice))=Alice


Слайд 7

8 QC = QKD + OTP QKD: Quantum Key Distribution Используя квантовые методы мы можем передавать ключи в абсолютной секретности В результате совершенная криптосистема: QC = QKD + OTP


Слайд 8

9 Элементы квантовой механики Измерение Наблюдение или измерение QS “портит” ее. Опыт Юнга. Например кубит: При измерении его кубит становится простым битом, т.е. “0” с вероятностью а и “1” с вероятностью b


Слайд 9

10 Фотоны Физические кубиты Подойдет любая субатомная частица, например электрон Фотон более подходящий У фотонов наблюдаются волновые свойства


Слайд 10

11 Поляризация У фотона есть свойство поляризации, направление, в котором он колеблется. Разные поляризации фотона реализуют разные состояния кубита:


Слайд 11

12 Поляризация и базисы Существует устройство, позволяющее узнать поляризацию фотона. Введем 2 базиса измерения кубитов: Прямой: Косой:


Слайд 12

13 Измерение фотонов Например кристаллы, которые проецируют фотоны на базис. CaCO3 DIAGONAL axis


Слайд 13

14 Принцип неопределенности Как будет измерен “косополяризованный” фотон, если его спроецировать на прямой базис? CaCO3 RECTILINEAR axis ??? 50% chance of getting right answer.


Слайд 14

15 Начала квантовой криптографии Quantum Key Distribution позволяет избежать подслушивания. Если Eve попытается перехватить информацию, то Алиса и Боб узнают об этом. BB84, B92, Entanglement-Based QKD.


Слайд 15

16 BB84 … BB84-это первый безопасный протокол для передачи ключа. Он основан на идеях поляризации фотонов. Ключ состоит из битов ,которые передаются как фотоны.


Слайд 16

17 BB84 без подслушивания Алиса случайно создает ключ. Биты ключа кодируются случайным из 2х базисов. Полученные фотоны посылает Бобу.


Слайд 17

18 BB84 без подслушивания (2) Боб получает фотоны и считывает их по своим случайным базисам. Некоторые базисы он угадал.


Слайд 18

19 BB84 без подслушивания (3) Алиса и Боб понимают через открытый канал, какие базисы у них совпали. Те биты, у которых совпали базисы, формируют (“raw key”) ключ.


Слайд 19

20 Сравнение Test bits Тестируемые биты позволяют Алисе и Бобу понять, безопасный канал или нет.


Слайд 20

21 Проверка Если совпали тестовые биты, то никто не подслушивал. Тестовые биты удаляются из ключа, и получается (the final key) конечный ключ!


Слайд 21

22 Получение конечного ключа Test bits discarded Final Key = 01


Слайд 22

23 Проверка с подслушивающим Если канал подслушивали, то с вероятностью 25% в тестовых битах это будет обнаружено. Считывание фотонов Ивом с вер. 0.25 будет раскрыта. Фотоны нельзя клонировать.


Слайд 23

24 Работающие экземпляры Уже проведены опыты по передачи квантовых битов через оптоволокно на расстояние 23км. Первый прототип применения quantum cryptography. (IBM, 1989)


Слайд 24

25 Выводы Quantum cryptography – это основное выдающееся достижение в области безопасности. Когда QС получит широкое применение, это позволит в безопасности производить: Банковские транзакции Правительственные переговоры Торговые секреты


Слайд 25

26 Литература “A talk on Quantum Cryptography or how Alice outwits Eve” Samuel J. Lomonaco, Jr. “Quantum Cryptography” Rajagopal Nagarajan, Nick Papanikolaou.


×

HTML:





Ссылка: