АНАЛИЗ БЕЗОПАСНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КВАНТОВЫХ КЛЮЧЕЙ В ПАССИВНЫХ ОПТИЧЕСКИХ СЕТЯХ

Аннотация

Потребность в обеспечении безопасности для конечных пользователей привела к установке квантового распределения ключей (Quantum Key Distribution - QKD) в сетях доступа «один ко многим», таких как пассивные оптические сети. В сетях наличие оптических разветвителей мощности делает вопросы безопасной скорости передачи ключей более важными. Однако исследования QKD в сетях доступа в основном были сосредоточены на вопросах реализации, а не на разработке протокола для повышения ключевой скорости. Поскольку безопасная ключевая скорость теоретически ограничена протоколом, исследования без разработки протокола не могут преодолеть предел безопасной ключевой скорости, заданный протоколом. Это вызывает необходимость исследований для разработки протокола. В этой статье предлагается новый подход, который обеспечивает безопасное повышение скорости передачи ключей по сравнению с обычным протоколом. В частности, предлагается формула безопасной ключевой скорости в пассивной оптической сети, расширяя формулу безопасной ключевой скорости на основе протокола BB84 с состоянием приманки. Для пассивной оптической сети предлагается способ, который включает сотрудничество между конечными пользователями. Затем мы показываем, что этот способ может смягчить атаку разделения числа фотонов (Photon Number Splitting - PNS), которая имеет решающее значение в известном протоколе-ловушке BB84. В частности, предлагаемая схема позволяет многофотонным состояниям служить безопасными ключами, в отличие от обычного протокола-ловушки BB84. Численное моделирование показывает, что предложенная нами схема превосходит протокол-приманку BB84 по скорости безопасного ключа.