Protokoly pro kvantový přenos klíče

Abstract

V práci se zaměřuji na problematiku bezpečné distribuce klíče mezi komunikačními stranami s využitím zákonů kvantové mechaniky. Tento přístup umožňuje stranám kromě samotné distribuce klíče i metody, jak detekovat odposlech třetí strany na kvantovém kanále. V práci představuji základní koncepty kvantového počítání a protokoly BB84, B92 a E91, které kvantovou distribuci klíče umožňují. Ve vytvořeném řešení poskytuji způsob, jak se vypořádat s chybovým kvantovým kanálem pomocí lineárních kódů. U každého protokolu uvádím způsob možného odposlechu i prostředky, jak lze odposlech detekovat. Na základě zjištěných údajů vytvářím srovnání protokolů na komunikační a bezpečnostní úrovni. Na závěr práce tato srovnání potvrzuji pomocí výsledků simulací protokolů.

In my thesis, I focus on the issue of secure key distribution between communicating parties using the laws of quantum mechanics. This approach allows parties in addition to key distribution, the methods to detect eavesdropping by a third party on a quantum channel. In my thesis, I present the basic concepts of quantum computation and the BB84, B92 and E91 protocols that enable quantum key distribution. In the created solution, I provide a way to deal with the noisy quantum channel using linear codes. For each protocol, I list the method of possible eavesdropping and the means by which eavesdropping can be detected. Based on the collected data, I create a comparison of protocols on communication and security level. At the end of the thesis, I confirm these comparisons using the results from protocols simulation.