Šestistátní protokol - Six-state protocol

The šestistupňový protokol (SSP) je kvantová kryptografie protokol, který je verzí BB84 který používá šestistupňové polarizační schéma na třech ortogonálních základnách.

Původ

Protokol o šesti státech zavedli Pasquinucci a Nicolas Gisin v roce 1999 ve svém článku „Nekoherentní a koherentní odposlech v šestistupňovém protokolu kvantové kryptografie.“[1]

Popis

„Šestistupňový protokol je protokol s diskrétní proměnnou pro distribuci kvantových klíčů, který umožňuje tolerovat hlučnější kanál než protokol BB84.“[2] (2011, Abruzzo). SSP produkuje vyšší míru chyb při pokusu o odposlech, což usnadňuje detekci chyb, protože odposlech musí vybrat ten správný základ ze tří možných základen[3] (Haitjema, 2016). Ukázalo se, že výše dimenzované systémy poskytují vyšší úroveň zabezpečení[4] (Bruß & Macchiavello, 2002).

Implementace

Šestistupňový protokol lze implementovat bez kvantového počítače pouze s využitím optických technologií. Rozpětí tří konjugovaných bází SSP je uvedeno na obrázku 1.[5]

Obr. 1

Alice náhodně vygeneruje řetězec qubit, kóduje je pomocí náhodně vybrané jedné ze tří základen a odešle řetězec qubitů Bobovi přes zabezpečený kvantový kanál. Pravděpodobnost použití jedné ze základen se rovná 1/3. Po obdržení řetězce qubits si Bob také náhodně vybere jednu ze tří základen pro měření stavu každého qubits. Pomocí klasického nejistého, ale autentizovaného kanálu Alice a Bob komunikují a zahodí měření, kde Bob použil jiný základ pro měření stavu qubitu než základ, který Alice použila pro kódování. Stavy qubitů, kde se základna kódování shodovala s bází měření použitou k určení tajného klíče.

Viz také

Reference

  1. ^ Bechmann-Pasquinucci, H .; Gisin, N. (01.06.1999). „Nekoherentní a koherentní odposlech v šestistupňovém protokolu kvantové kryptografie“. Fyzický přehled A. Americká fyzická společnost (APS). 59 (6): 4238–4248. arXiv:quant-ph / 9807041v2. doi:10.1103 / physreva.59.4238. ISSN  1050-2947.
  2. ^ Abruzzo, Silvestre; Mertz, Markus; Kampermann, Hermann; Bruss, Dagmar (06.10.2011). Analýza šesti stavů pomocí konečných klíčů s detektory rozlišení fotonových čísel. 8189. SPIE. arXiv:1111.2798. doi:10.1117/12.898049.
  3. ^ Haitjema, M. (n.d.). Kvantová distribuce klíčů - QKD. Citováno 13. března 2016, z http://www.cse.wustl.edu/~jain/cse571-07/ftp/quantum/
  4. ^ Bruß, D. a Macchiavello, C. (2002). Optimální odposlech v kryptografii s trojrozměrnými kvantovými stavy. Physical Review Letters, 88 (12), 127901. http://doi.org/10.1103/PhysRevLett.88.127901
  5. ^ Kevin Garapo, Mhlambululi Mafu a Francesco Petruccione. Zachyťte a znovu odešlete útok na šestistupňovou distribuci kvantových klíčů přes hlukové kanály kolektivní rotace. Chinese Physics B, 25 (7), 131-137, 2016. http://doi.org/10.1088/1674-1056/25/7/070303