پروتکل تضمین امنیت در برابر حملات رایانه های کوانتومی تدوین شد - بانوی ایران

وی اضافه کرد: سامانه های توزیع کلید کوانتومی به دو دسته متغیرهای گسسته (DV-QKD) و متغیرهای پیوسته (CV-QKD) تقسیم بندی می شوند. کدگذاری متغیرهای گسسته متداول ترین و معمول ترین نوع کدگذاری است و اولین پروتکل QKD معرفی شده یعنی BB84 از همین قسم است. ویژگی اصلی این نوع کدگذاری این است که بلافاصله بعد از مرحله غربالگری بین فرستنده و گیرنده یک کلید مشترک توزیع می گردد.

توفیقی از دیگر مزایای پروتکل های توزیع کلید کوانتومی متغیر گسسته به ارائه اثبات امنیت غیر مشروط برای بیشتر آن ها اشاره نمود و گفت: پیاده سازی پروتکل های DVQKD نیازمند استفاده از چشمه های کوانتومی (تک فوتونی یا درهم تنیده) و هم چنین آشکارسازهای تک فوتونی است که هزینه بالای آشکارسازهای تک فوتونی از چالش های اساسی پیاده سازی این پروتکل ها است. بعلاوه نرخ عبور هم در پروتکل های DVQKD خیلی پایین است.

وی با اشاره به تاریخچه پیاده سازی های پروتکل های CV-QKD از گذشته تا به امروز گفت: پروتکل های پیوسته در مقایسه با پروتکل های گسسته مزایا و نقاط ضعفی دارند. پیاده سازی مبتنی بر فناوری موجود مزیت عظیم کار با پروتکل های پیوسته است. به ویژه آن که این پروتکل ها نیازی به آشکارسازهای تک فوتونی ندارند و در نتیجه پیاده سازی آن ها ارزان است. اما، اثبات امنیت نامشروط پروتکل های پیوسته کمتر از پروتکل های گسسته پیشرفت نموده است.

توفیقی ادامه داد: به این ترتیب، اگر فرض را بر امکان پیاده سازی موفقیت آمیز و امنیت یکسان هر دو نوع پروتکل بگذاریم، می توان گفت انتخاب بین پروتکل های گسسته و پروتکل های پیوسته، به ترتیب، انتخاب بین یک کلید خام بدون نویز با نرخ کم و یک کلید خام نویزی با نرخ بالا است. نویزی که برای غلبه بر آن به توان محاسباتی کلاسیک نیازمندیم. ضمناً به علت شباهت سامانه های توزیع کلید کوانتومی متغیر پیوسته با سامانه های ارتباطات همدوس کلاسیک، امکان پیاده سازی هم زمان ارتباطات کوانتومی و ارتباطات کلاسیک وجود دارد.

به گفته وی، در فواصل کوتاه (درون شهری) پروتکل های توزیع کلید کوانتومی متغیر پیوسته راهکار ارزان برای تضمین امنیت ارتباطات در برابر حملات رایانه های کوانتومی می باشند. اما در فواصل طولانی تر (بین شهری) نرخ فراوری کلید امن در پروتکل های متغیر گسسته بیشتر است. شبکه توزیع کلید کوانتومی نهایی قطعاً ترکیبی از توزیع کلید کوانتومی متغیر پیوسته و متغیر گسسته خواهد بود.

وی با بیان اینکه، در حال حاضر پیاده سازی توزیع کلید کوانتومی متغیر گسسته در چند مرکز پژوهشی و دانشگاهی کشور در حال اجرا است، خاطر نشان کرد: در حوزه توزیع کلید کوانتومی متغیر پیوسته فعالیتی در کشور انجام نشده است و این پروژه به اسم اولین گام در پیاده سازی پروتکل های توزیع کلید کوانتومی متغیر پیوسته، به مقایسه انواع چیدمان های CV-QKD از منظر گام های مختلف پیاده سازی چه در فاز کوانتومی و چه در فاز پسا پردازش پرداخته و اصول کار، مزایا و معایب انواع روش های مختلف پیاده سازی CV-QKD را مورد آنالیز قرار داده است. در خاتمه هم بر اساس مقدار دسترسی به منابع اقتصادی دو چیدمان جهت پیاده سازی معرفی شده است.