ФЭНДОМ


BB84 — первый протокол квантового распределения ключа, который был предложен в 1984 году Чарльзом Беннетом и Жилем Брассардом. Отсюда и название BB84, под которым этот протокол известен в наше время. Носителями информации являются 2-х уровневые системы, называемые кубитами (квантовыми битами).

Описание Править

Файл:BB84-sphere.gif

Протокол использует 4 квантовые состояния, образующие 2 базиса, например поляризационные состояния света:

|\updownarrow\rangle

|\leftrightarrow\rangle

|\nearrow \rangle = \frac{1}{\sqrt{2}}(|\updownarrow\rangle+|\leftrightarrow\rangle)

|\nwarrow \rangle = \frac{1}{\sqrt{2}}(|\updownarrow\rangle-|\leftrightarrow\rangle)

Эти базисы являются взаимно несмещёнными, то есть выполняется условие |\langle\nearrow|\updownarrow\rangle|^2 = \frac{1}{2}.

Традиционно в работах по криптографии легитимных пользователей принято кратко обозначать как Алису и Боба, а перехватчика называть Евой. Таким образом, описание ситуации в криптографическом протоколе выглядит так: Алиса должна передать Бобу секретное сообщение, а Ева всеми доступными ей средствами старается его перехватить.

На первом этапе Алиса посылает отдельные фотоны Бобу в произвольно выбранном базисе, используя при выборе генератор случайных чисел. Отдельные фотоны могут посылаться все вместе или один за другим, единственное ограничение состоит в том, чтобы Алиса и Боб смогли установить взаимно однозначное соответствие между посланным и принятым фотоном. Боб измеряет принимаемые фотоны в одном из двух базисов, также выбираемых произвольно (и независимо от выбора Алисы). На данном этапе в случае использования одинаковых базисов они получают абсолютно коррелированные результаты. Однако в случае использования различных базисов они получают некоррелированные результаты. В среднем Боб получает строку битов с 25 % ошибок, называемую первичным ключом. Эта ошибка настолько велика, что использование стандартных алгоритмов коррекции ошибок невозможно. Тем не менее, можно провести следующую процедуру, называемую согласованием базисов: для каждого переданного состояния Боб открыто сообщает, в каком базисе проводилось измерение кубита (но не сообщает результатов измерений). Алиса затем сообщает, в каких случаях её базис совпал с базисом Боба. Если базисы совпали, бит оставляют, если же нет, его игнорируют. В таком случае примерно 50 % данных выбрасывается. Оставшийся более короткий ключ называется «просеянным». В случае отсутствия подслушивания и шумов в канале связи Алиса и Боб будут теперь иметь полностью коррелированную строку случайных битов, которая будет в дальнейшем использоваться с схемах классической симметричной криптографии. Если же подслушивание имело место, то по величине ошибки в получившемся классическом канале связи Алиса и Боб могут оценить максимальное количество информации, доступное Еве. Существует оценка, что если ошибка в канале меньше приблизительно 11%, то информация, доступная Еве, заведомо не превосходит взаимной информации между Алисой и Бобом, и секретная передача данных возможна.

Факт использования открытого канала является частым явлением в криптографических протоколах. Этот канал не должен быть конфиденциальным, но должен быть аутентифицированным. То есть любой злоумышленник в принципе может получать из него информацию, но не может изменять её.

Ссылки Править

  • Bennett C. H., Brassard G., «Quantum Cryptography: Public Key Distribution and Coin Tossing», Int. Conf. on Computers, Systems and Signal Processing, Bangalore, India (IEEE, New York, 1984), p. 175.
  • Quantum Computing and Quantum Information, Michael Nielsen and Isaac Chuang




Эта страница использует содержимое раздела Википедии на русском языке. Оригинальная статья находится по адресу: BB84. Список первоначальных авторов статьи можно посмотреть в истории правок. Эта статья так же, как и статья, размещённая в Википедии, доступна на условиях CC-BY-SA .


Обнаружено использование расширения AdBlock.


Викия — это свободный ресурс, который существует и развивается за счёт рекламы. Для блокирующих рекламу пользователей мы предоставляем модифицированную версию сайта.

Викия не будет доступна для последующих модификаций. Если вы желаете продолжать работать со страницей, то, пожалуйста, отключите расширение для блокировки рекламы.

Также на ФЭНДОМЕ

Случайная вики