Введение в квантовую криптографию: основные понятия, подходы и алгоритмы
1
УДК 004.056.55
Введение в квантовую криптографию:
основные понятия, подходы и алгоритмы
© Е.Ю. Иванова, Е.А. Ларионцева
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
Приведен минимальный набор понятий квантовой физики, необходимых для пони-
мания идей и средств квантовой криптографии. Описаны приоритетные направ-
ления развития систем распределения ключей квантовой криптографии, базирую-
щиеся на кодировании квантового состояния одиночной частицы. На основе зако-
нов квантовой механики описано построение безопасных протоколов передачи
информации, называемых квантовыми протоколами передачи информации.
Рассмотрены наиболее популярные на данный момент квантовые протоколы пе-
редачи информации BB84 и B92.
Ключевые слова:
квантовая теория информации, квантовая криптография, кван-
товое распределение ключей.
Введение.
Базовой задачей криптографии является сокрытие
данных, как правило, путем их шифрования. Со временем крипто-
графия стала решать и другие задачи, близкие к шифрованию по
методам решения, например такие, как задачи генерации и распре-
деления ключей, задача аутентификации сторон и т. п. При этом
согласованные действия пользователей, результатом которых яв-
ляется решение подобных задач, называют
криптографическими
протоколами
[1].
В начале XX в. обнаружилась тесная взаимосвязь между инфор-
матикой и физикой. Успех в решении многих задач, которые на пер-
вый взгляд имеют отношение только к информационным технологи-
ям и защите информации, может быть достигнут сугубо физическим
путем. Перед учеными встали два основных вопроса [2]: насколько
велики возможности квантовых алгоритмов? возможно ли создание
устройств, реализующих эти алгоритмы?
В 60-е годы XX в., когда бурными темпами начали развиваться
информационные технологии и вычислительная техника, зародилась
новая наука — квантовая теория информации. Она изучает квантово-
механические состояния и их способность участвовать в процессе
переноса и обработки информации. Квантовая теория является мате-
матической моделью современного представления о физических
свойствах окружающего мира и физических систем, из которых он
состоит [3].
