Výzvy kvantové kryptografie

Abstract

V první části bakalářské práce si představíme základy klasické kryptografie počínaje základní terminologií a historií kryptografie. Dále je popsané symetrické šifrování rozdělené na proudovou a blokovou šifru. Následuje popis problému distribuce klíčů a s ním související asymetrické šifrování. Konec první části je věnován bezpečnosti asymetrického šifrování a současnému vývoji postkvantové kryptografie. V druhé části jsou popsány základní vlastnosti qubitu, provázané stavy a jejich spojitost s Bellovými nerovnostmi. Dále jsou charakterizovány základní principy kvantové kryptografie a protokol BB84. Speciálně je pak zmíněna kvantová kryptografie využívající provázaných stavů a Bellových nerovností s popsáním Ekertova protokolu. Konec práce se zabývá realizací kvantové kryptografie.

In the first part of the bachelor's thesis, we introduce the basics of classical cryptography, starting with fundamental terminology and the history of cryptography. Furthermore, symmetric encryption is described and divided into stream and block ciphers. The problem of key distribution and the related asymmetric encryption is discussed. The end of the first part is dedicated to the security of asymmetric encryption and the current development of post-quantum cryptography. In the second part, the basic properties of the qubit, entangled states, and their connection to Bell's inequalities are described. The basic principles of quantum cryptography and the BB84 protocol are further explained. Special mention is made of quantum cryptography using entangled states and Bell's inequalities, including a description of the Ekert protocol. The thesis concludes with the implementation of quantum cryptography.