УДК 004.942:001.57
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОВЕДЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ЗАЩИТЫ ПРИ СТОРОННЕМ ВОЗДЕЙСТВИИ НА ПАССИВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ СИСТЕМЫ КВАНТОВОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КЛЮЧЕЙ
Е. В. Борисова, аспирант РГРТУ, Рязань, Россия;
orcid.org/0000-0002-0198-377X, e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра..
Безопасность в криптографии может быть реализована путем обмена секретным ключом между двумя пользователями, их называют Алисой (источник) и Бобом (приёмник). Квантовое распределение ключей – протокол, который гарантированно надежен и посредством которого биты закрытого ключа могут быть созданы в процессе коммуникации двух сторон по открытому каналу [1]. В квантовой криптографии распределение ключей происходит по квантовому каналу. Безопасность основана на факте, что любое измерение квантовой системы неизбежно изменит её состояние. Таким образом, третье лицо, Ева, может получить информацию из квантового канала, выполнив измерение, но легитимные пользователи обнаружат стороннее воздействие и этот ключ не будет использован. Основным элементом квантовой системы является одиночный фотон, перемещающийся по оптическому волокну, а ключ может быть закодирован по его поляризации или по его фазе, как впервые было предложено Беннеттом и Брассаром [2]. В 1992 году квантовая криптография была впервые экспериментально продемонстрирована на высоте более 30 см с поляризованными фотонами, средой распространения был воздух [3]. С тех пор несколько групп представили реализации как поляризации [4], так и схемы фазового кодирования в оптических волокнах [5, 6].
Однако, современные реализации систем КРК не соответствуют своим модельным представлениям в связи с несовершенством оборудования, и злоумышленник имеет возможность перехватить секретный ключ и остаться незамеченным [7-12].
Протоколы квантовой коммуникации считаются безопасными при условии, что все входящие в систему устройства полностью охарактеризованы, а побочные каналы закрыты. Однако в результате воздействия лазерного излучения возможно изменение характеристик компонентов систем квантовой коммуникации, что приводит к появлению уязвимостей в системе квантового распределения ключей.
Целью работы является возможность применения выводов из данной статьи при практической оценке безопасности систем квантовой коммуникации – оценке безопасности систем квантового распределения ключа. Работа содержит рекомендации по усилению безопасности блока источника сигнала в системах квантовой коммуникации. В качестве контрмер по защите от воздействия лазерного излучения предложено использовать оптические предохранители с заданной предельной пороговой мощностью, детекторы для мониторинга входной мощности оптического излучения и узкополосные оптические фильтры на входе в систему квантовой коммуникации. [13]. В данной статье собраны данные и приведены характеристики при использовании этих компонентов в качестве элементов защиты.
Ключевые слова: квантовая связь, квантовая коммуникация, квантовая криптография, уязвимости систем квантовой связи, атака лазерным повреждением, системы квантового распределения ключей.