На основе созданной системы одноквантовой регистрации оптического излучения предложена система передачи и приема конфиденциальных данных по волоконно-оптической линии связи. Применительно к такой системе связи экспериментально обоснован выбор двух длин волн излучения, одна из которых используется для передачи информации, а вторая – для синхронизации времени передачи и приема информации и обнаружения несанкционированного доступа к информации, создаваемого посредством макроизгибов оптического волокна. Установлены оптимальные значения мощностей оптического излучения, при которых удалось обеспечить наиболее высокую скорость передачи конфиденциальной информации и, вместе с тем, наиболее эффективно обнаруживать возможные каналы утечки этой информации.
На основе созданной системы одноквантовой регистрации оптического излучения предложена система передачи и приема конфиденциальных данных по волоконно-оптической линии связи. Применительно к такой системе связи экспериментально обоснован выбор двух длин волн излучения, одна из которых используется для передачи информации, а вторая – для синхронизации времени передачи и приема информации и обнаружения несанкционированного доступа к информации, создаваемого посредством макроизгибов оптического волокна. Установлены оптимальные значения мощностей оптического излучения, при которых удалось обеспечить наиболее высокую скорость передачи конфиденциальной информации и, вместе с тем, наиболее эффективно обнаруживать возможные каналы утечки этой информации.
Построена математическая модель квантового канала связи, содержащего в качестве приемного модуля счетчик фотонов, позволяющая учесть влияние квантовой эффективности регистрации, вероятности образования темновых импульсов приемного модуля легитимного пользователя, вероятности потери оптического излучения из-за его несанкционированного вывода из оптического волокна на пропускную способность квантового канала связи.
Для моделирования прохождения лазерного излучения в системах квантовой криптографии необходимо знать точное значение полной дисперсии волноводов, которая приводит к уширению и уменьшению амплитуды импульса.Целью работы являлось получение зависимостей различных видов дисперсии волоконных линий в квантовых системах связи от длины волны с учетом уравнения Селмейера и моделирование оптического импульсного излучения в квантово криптографических системах.Получены зависимости материальной, волноводной и хроматической дисперсий от длины волны с учетом формулы Селмейера, которая позволяет учесть материал оптического волокна.Смоделировано распространение криптографического импульса через волоконнооптические линии связи различной протяженности It is necessary to know exact value of the full dispersion of waveguides, which leads to broadening and reduction of pulse amplitude for modeling laser radiation passage in quantum cryptography systems.The operation purpose was obtaining of dependences on a wavelength of various dispersion types according to the Sellmeier' sequationand optical pulse radiation modelling in quantum communication systems.Dependences of the material, waveguide and chromatic dispersions on length of a wave according to the Sellmeier's equation which allows to consider an optical fiber's material are received.Distribution of a cryptographic impulse through fiber-optical communication lines of various extent is simulated
Сегодня квантовые технологии могут получить новый виток развития, что, наверняка, даст возможность получить решения для многочисленных задач, которые ранее не поддавались решению в рамках традиционных парадигм и вычислительных моделей.Все человечество стоит у порога так называемой второй квантовой революции, и ее краткосрочные и отдаленные последствия затронут практически все сферы жизни глобального общества.Свое непосредственное развитие получат такие направления и отрасли науки и техники, как материаловедение, нанотехнология, фармакология и биохимия вообще, моделирование хаотичных динамических процессов (ядерные взрывы, турбулентные потоки, погода и долгосрочные климатические явления) и т. д., а также решение любых задач, которые сводятся к перемножению матриц больших размеров (в частности, моделирование квантовых систем).Однако вместе с необычайными возможностями квантовые технологии несут с собой и определенные риски и угрозы, в частности слом всех информационных систем, основанных на современных достижениях криптографии, что повлечет за собой практически полное разрушение секретности, глобальный финансовый кризис из-за разрушения банковской сферы и компрометации всех каналов связи.Даже несмотря на то, что уже сегодня разрабатываются методы так называемой постквантовой криптографии, некоторые риски еще необходимо осознать, так как не все долгосрочные последствия могут быть просчитаны.Вместе с тем ко всему перечисленному надо быть готовым, в том числе при помощи подготовки специалистов, работающих в области квантовых технологий и понимающих все их аспекты, новые возможности, риски и угрозы.В связи с этим в настоящей статье приводится краткое описание текущего состояния квантовых технологий, а именно квантовой сенсорики, передачи информации при помощи квантовых протоколов, универсального квантового компьютера (аппаратное обеспечение) и квантовых вычислений, основанных на квантовых алгоритмов (программное обеспечение).Для всего перечисленного приводятся прогнозы развития в части воздействия на различные сферы человеческой цивилизации.
Для аутентификации коммутаторов второго уровня можно использовать код аутентификации, переданный отправителем информации получателю с помощью модуля аутентификации, встроенного в коммутатор. Для формирования кода аутентификации используется импульсный сигнал, энергия которого равна энергии фотона. Тракт передачи и приема кода аутентификации содержит устройство управления оптическим излучением на основе интегрально-оптического интерферометра. В одном из плеч интерферометра введена спиралевидная линия задержки, конструкция которой позволяет применить протокол ВВ84 для формирования кода аутентификации. Разработан метод моделирования интерферометра со спиралевидной линией задержки на базе интегральной оптики. Метод основан на трехмерном анализе канальных волноводов и не имеет ограничений на радиус изгиба и тип волновода. В методе применяется разбиение области сечения волновода на конечные элементы, замена волнового уравнения в цилиндрических координатах вариационной задачей. При решении матричной задачи получается информация о модовом составе волновода и значения напряженности электрического поля в узлах разбиения. Зная распределение напряженности по сечению волновода можно рассчитать мощность моды и ее потери. Разработанным методом были рассчитаны допустимые радиусы изгиба линии задержки интерферометра для типовых интегрально-оптических канальных волноводов при фиксированной величине энергетических потерь. You can use the authentication code sent by the sender to the recipient using the authentication module built into the switch to authenticate the second layer switches. To generate an authentication code, a pulse signal is used, the energy of which is equal to the energy of the photon. The authentication code transmission and reception path comprises an optical radiation control device based on an integrated optical interferometer. A helical delay line is introduced in one of the arms of the interferometer, the design of which allows using the ВВ84 protocol to generate an authentication code. A method for modeling an interferometer with a helical delay line based on integral optics has been developed. The method is based on three-dimensional analysis of channel waveguides and has no restrictions on the bend radius and type of waveguide. The method uses splitting the region of the waveguide section into finite elements, replacing the wave equation in cylindrical coordinates with a variation problem. When solving the matrix problem, information is obtained about the mode composition of the waveguide and the electric field strength value in the partition nodes. Knowing the distribution of tension over the section of the waveguide, you can calculate the power of the mode and its losses. The developed method calculated the permissible bending radii of the interferometer delay line for typical integrated optical channel waveguides with a fixed energy loss.
В статье сравниваются источники излучения, используемые при шифровании информации на основе спектров поглощения квантовых точек. Проанализированы этапы проведения процедуры шифрования, а также технические средства, необходимые для этого. Особое внимание уделено правильности выбора источников излучения. В результате сравнительного анализа источников излучения выявлено, что оптимальный выбор источника повышает точность, воспроизводимость и устойчивость криптографической системы.
Целью исследования является определение и обоснование рациональных вариантов повышения защищенности сети передачи данных (СПД) кредитно- финансовых организаций в условиях возникновения и развития так называемых квантовых угроз. Особое внимание уделяется возможностям модернизации существующих СПД с использованием технологий квантовых коммуникационных сетей, а также разработке комплексного показателя, позволяющего оценивать эффективность предлагаемых мер защиты и их экономическую целесообразность. В работе применяется формализованный подход к описанию процессов модернизации СПД банка, основанный на теории риск-анализа и графовой модели представления структуры сети. Учитываются ключевые параметры функционирования СПД, включая объем и интенсивность транзакций, текущие требования к уровню их защищенности, стоимость внедрения и эксплуатации средств криптографической защиты информации, а также потенциальные и прогнозируемые угрозы, связанные с развитием квантовых технологий. Разработан и обоснован показатель оценки эффективности модернизации СПД, основанный на интегральной оценке риска. Показано, что данный показатель позволяет учитывать как ограничения финансовых ресурсов, выделяемых на модернизацию, так и возможный ущерб от реализации квантовых угроз. Полученные результаты подтверждают применимость предложенного подхода для выбора оптимальных вариантов модернизации. Предложенный показатель риска обеспечивает комплексную оценку эффективности модернизации СПД и может служить инструментом для принятия обоснованных решений в области защиты информации. Его использование позволяет учитывать совокупность экономических, технологических и угрозовых факторов, что особенно важно в условиях появления новых рисков, обусловленных развитием квантовых вычислений