Вопросы радиоэлектроники. 2019; : 90-95
МОДЕЛИРОВАНИЕ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО КАНАЛА СВЯЗИ КВАНТОВЫХ КРИПТОГРАФИЧЕСКИХ СИСТЕМ
https://doi.org/10.21778/2218-5453-2019-4-90-95Аннотация
Существующие методы доставки информации до звеньев управления государственных структур дороги, не всегда надежны и оперативны. Поэтому в последние годы активно разрабатываются квантовые криптографические системы (ККС). Однако ККС свойственны проблемы, связанные с достоверностью передачи информации. Вопервых, существующие волоконно-оптические каналы связи (ВОКС) не предназначены для передачи однофотонных сигналов, что приводит к сложностям их криптографической защиты. Во-вторых, недостаточно методически проработан учет энергетических потерь и ошибок при оценке характеристик передачи информации в ВОКС ККС. В статье приводится анализ факторов энергетических потерь в классическом ВОКС и обсуждается аддитивная формула потерь. Рассмотрены ВОКС для передачи квантовой информации с применением интегрально-оптических устройств и аддитивная формула оптических потерь. Показаны особенности потерь в интегрально-оптических устройствах. Рассмотрены особенности ККС передачи информации. В результате представлена модель ВОКС ККС с учетом энергетических потерь, позволяющая теоретически грамотно и наглядно представить прохождение информации через современные квантово-криптографические защищенные телекоммуникации.
Список литературы
1. Алиев Ф.К., Бородин А.М., Вассенков А.В. и др. О способе дистанционного изменения меры несепарабельности квантовых систем и возможности его применения в области связи // Известия Института инженерной физики. 2014. № 3(33). С. 30–38.
2. Ненадович Д.М. Методологические аспекты экспертизы телекоммуникационных проектов. М.: Горячая линия Теле ком, 2008. 280 с.
3. Физика квантовой информации. Квантовая криптография. Квантовая телепортация. Квантовые вычисления / под ред. Д. Боумейстера, А. Экерта, А. Цайлингера. М.: Постмаркет, 2002. 376 с.
4. Килин С.Я. Квантовая информация // Успехи физических наук. 1999. Т. 169. № 5. С. 507–525.
5. Элементы волноводной оптоэлектроники для устройств функциональной обработки цифровой информации / В.П. Гладкий, В.А. Никитин, В.П. Прохоров, Н.А. Яковенко // Квантовая электроника. 1995. № 10. С. 1027–1033.
6. Горлов Н.И., Богачков И.В. Волоконно оптические линии передачи. Методы и средства измерений параметров. М.: Радиотехника, 2009. 192 c.
7. Векшин М.М., Захаров В.В., Никитин В.А. и др. Новые элементы интегральной оптики для сбора и обработки ин формации. Тр. Междунар. форума по проблемам науки, техники и образования. Москва, 1997. С. 55–57.
8. Рассел Дж., Кон Р. Волоконно оптическая линия передачи. М.: Книга по требованию, 2013. 112 c.
9. Скляров О.К. Волоконно оптические сети и системы связи. М.: Лань, 2010. 272 c.
10. Egorov V.I., Vavulin D.N., Latypov I.Z., et al. Analysis of a sidebands based quantum cryptography system with different detector types // Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics. 2013. No. 4 (2). P. 190–195.
11. Strenzke F., Tews E., Molter H.G., Overbeck R., Shoufan A. Side channels in the McEliece PKC. In: Buchmann J., Ding J., editors. Post Quantum Cryptography. PQCrypto. Lecture Notes in Computer Science, vol. 5299. Berlin, Heidelberg: Springer, 2008. P. 216–229.
12. Квантовая криптография: идеи и практика / под ред. С.Я. Килина, Д.Б. Хорошко, А.П. Низовцева. Минск: Беларуская навука, 2007. 391 с.
13. Развитие методологических основ информатики и информационной безопасности систем / А.П. Фисун, А.Г. Касилов, В.Е. Фисенко, В.А. Минаев, В.В. Афанасьев, В.В. Митяев, Р.А. Фисун, К.А. Джевага, С.А. Кожухов. Депонированная рукопись № 1165 В2004. ВИНИТИ. Орел: Орловский государственный университет, 2004. 253 с.
Issues of radio electronics. 2019; : 90-95
MODELING OF FIBER-OPTIC COMMUNICATION CHANNEL FOR QUANTUM CRYPTOGRAPHIC SYSTEMS
https://doi.org/10.21778/2218-5453-2019-4-90-95Abstract
The existing methods of information delivery to the strategic and tactical management of many government agencies are expensive, not always reliable and efficient. Therefore, quantum cryptographic systems (QCS) have been actively developed in recent years. However, there are problems with the use of the QCS associated with the reliability of information transfer. First, the existing fiber-optic communication channels (FOCC) are not designed to transmit single-photon signals, which leads to the complexity of their cryptographic protection. The second is insufficiently methodically developed calculation of energy losses and errors in the evaluation of the characteristics of information transfer in FOCC QCS. In article the analysis of the energy loss factors in the classical fiber-optic channel is carried out and the additive loss formula is discussed in detail. Then we consider the fiber-optic channel of quantum information transmission with the use of integrated optical devices. The additive formula of optical losses in such a channel is discussed. The features of losses in integrated optical devices are shown. The features of quantum cryptographic system of information transmission are considered. As a result, the model of FOCC QCS taking into account energy losses is presented, which allows competently in theoretical terms and visualize the passage of information through modern quantum cryptographically secure telecommunications while providing control in government structures.
References
1. Aliev F.K., Borodin A.M., Vassenkov A.V. i dr. O sposobe distantsionnogo izmeneniya mery neseparabel'nosti kvantovykh sistem i vozmozhnosti ego primeneniya v oblasti svyazi // Izvestiya Instituta inzhenernoi fiziki. 2014. № 3(33). S. 30–38.
2. Nenadovich D.M. Metodologicheskie aspekty ekspertizy telekommunikatsionnykh proektov. M.: Goryachaya liniya Tele kom, 2008. 280 s.
3. Fizika kvantovoi informatsii. Kvantovaya kriptografiya. Kvantovaya teleportatsiya. Kvantovye vychisleniya / pod red. D. Boumeistera, A. Ekerta, A. Tsailingera. M.: Postmarket, 2002. 376 s.
4. Kilin S.Ya. Kvantovaya informatsiya // Uspekhi fizicheskikh nauk. 1999. T. 169. № 5. S. 507–525.
5. Elementy volnovodnoi optoelektroniki dlya ustroistv funktsional'noi obrabotki tsifrovoi informatsii / V.P. Gladkii, V.A. Nikitin, V.P. Prokhorov, N.A. Yakovenko // Kvantovaya elektronika. 1995. № 10. S. 1027–1033.
6. Gorlov N.I., Bogachkov I.V. Volokonno opticheskie linii peredachi. Metody i sredstva izmerenii parametrov. M.: Radiotekhnika, 2009. 192 c.
7. Vekshin M.M., Zakharov V.V., Nikitin V.A. i dr. Novye elementy integral'noi optiki dlya sbora i obrabotki in formatsii. Tr. Mezhdunar. foruma po problemam nauki, tekhniki i obrazovaniya. Moskva, 1997. S. 55–57.
8. Rassel Dzh., Kon R. Volokonno opticheskaya liniya peredachi. M.: Kniga po trebovaniyu, 2013. 112 c.
9. Sklyarov O.K. Volokonno opticheskie seti i sistemy svyazi. M.: Lan', 2010. 272 c.
10. Egorov V.I., Vavulin D.N., Latypov I.Z., et al. Analysis of a sidebands based quantum cryptography system with different detector types // Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics. 2013. No. 4 (2). P. 190–195.
11. Strenzke F., Tews E., Molter H.G., Overbeck R., Shoufan A. Side channels in the McEliece PKC. In: Buchmann J., Ding J., editors. Post Quantum Cryptography. PQCrypto. Lecture Notes in Computer Science, vol. 5299. Berlin, Heidelberg: Springer, 2008. P. 216–229.
12. Kvantovaya kriptografiya: idei i praktika / pod red. S.Ya. Kilina, D.B. Khoroshko, A.P. Nizovtseva. Minsk: Belaruskaya navuka, 2007. 391 s.
13. Razvitie metodologicheskikh osnov informatiki i informatsionnoi bezopasnosti sistem / A.P. Fisun, A.G. Kasilov, V.E. Fisenko, V.A. Minaev, V.V. Afanas'ev, V.V. Mityaev, R.A. Fisun, K.A. Dzhevaga, S.A. Kozhukhov. Deponirovannaya rukopis' № 1165 V2004. VINITI. Orel: Orlovskii gosudarstvennyi universitet, 2004. 253 s.
