QKD protokoly a jejich penetrace

Abstract

Tato bakalářská práce se zabývá kvantovou distribucí klíče (QKD) a analýzou možných útoků na QKD protokoly. Cílem práce bylo simulovat a experimentálně realizovat vybraný protokol a také nějaký kvantový útok na jeho realizaci, konkrétně se jednalo o protokol BBM92. Práce zahrnuje jak úvod do kvantových sítí, tak detailní popis QKD protokolů a to včetně BB84, E91 a BBM92. Dále také zahrnuje analýzu kvantových útoků jako například PNS a jejich možné detekce. Praktická část obsahuje popis námi realizovaného typu útoku. Zahrnuje také už zmíněné simulace a experimentální realizaci BBM92 a útoku na něj, které potvrzují hypotézy o vlivu útoků na hodnoty QBERu, což odpovídá možné detekci útočníka. V praktické části je také podle výsledků této práce řešeno možné využití QKD v praxi. Výsledky simulací a experimentů jsou detailně diskutovány a porovnávány.This bachelor's thesis explores Quantum Key Distribution (QKD) and the analysis of possible attacks on QKD protocols. The objective was to simulate and experimentally implement a selected protocol and a quantum attack on it, specifically focusing on the BBM92 protocol. The thesis includes an introduction to quantum networks, a detailed description of QKD protocols including BB84, E91, and BBM92, and an analysis of quantum attacks such as Photon Number Splitting (PNS) and their detection methods. The practical part describes the implemented attack type, including the mentioned simulations and experimental realization of BBM92 and the attack, which confirm hypotheses about the impact of attacks on QBER values, corresponding to possible attacker detection. The practical section also addresses the potential use of QKD in practice based on the results of this work. The results of simulations and experiments are thoroughly discussed and compared.