پدافند الکترونیکی و سایبری (Sep 2024)
معرفی یک نسخه حالت فریب از پروتکل چند بعدی قطبش-فاز و تشریح نحوه پیاده‌سازی و اجرای آن
Abstract
یک مشکل همیشگی در پیاده‌سازی تجربی سامانه‌های توزیع کلید کوانتومی (QKD)، تولید تک‌فوتون است. روند متداولی که برای تولید تک‌فوتون‌ها به کار می‌رود، استفاده از پالس‌های لیزری تضعیف شده است. در این صورت، شمار فوتون‌ها از یک توزیع پواسونی پیروی می‌کند. این‌گونه پالس‌ها در برابر حمله شناخته شده تقسیم تعداد فوتون (PNS) به شدت آسیب‌پذیر هستند. پروتکل حالت-های فریب به عنوان یک سلاح مهم و مؤثر برای مقابله با حمله PNS پیشنهاد شده است. استفاده از حالت‌های کوانتومی چند بعدی یک راه حل دیگر برای بهبود عملکرد سامانه‌های ارتباط کوانتومی در حضور قطعات غیرایده‌آل است. در حالت کلی فرایندهای مربوط به تولید، کنترل، انتقال و آشکارسازی حالت‌های کوانتومی چند بعدی پیچیده و پرهزینه است. پروتکل PoP یک پروتکل QKD چند بعدی بر مبنای قطبش و فاز تک‌فوتون‌ها است که برخلاف اغلب پروتکل‌های چند بعدی موجود، یک پروتکل ساده است و در آن از قطعات شناخته شده متداول (ازجمله چشمه‌های نوری و کانال‌های کوانتومی مرسوم) استفاده می‌شود. ترکیب پروتکل‌های حالت فریب و PoP می‌تواند یک راهکار ساده و کارآمد برای کاهش محدودیت‌های ناشی از قطعات ناکامل و غیرایده‌آل در سامانه‌های ارتباط کوانتومی باشد و پارامترهای اصلی در سنجش عملکرد سامانه‌های توزیع کلید کوانتومی (یعنی نرخ تولید کلید امن و مسافت انتقال امن) را به میزان قابل توجهی بهبود ببخشد. در این مقاله، نسخه حالت فریب پروتکل PoP معرفی شده است. همچنین جزییات مربوط به شماتیک پیاده‌سازی، نحوه اجرا و روش استخراج کلید امن این پروتکل تشریح شده است.
