Kvantová kryptografie a laserové přenosy dat

Abstract

Záměrem této práce bylo prozkoumat a popsat možnosti kvantové distribuce klíčů. Popsat jednotlivé protokoly založené na kvantové mechanice, různé varianty kvantových kanálů bezdrátových laserových spojení. Současně provést analýzu jednotlivých šifrovacích algoritmů z pohledu jejich bezpečnosti, spotřeby energie a rychlosti šifrování. Dále bylo součástí práce změření přenosových vlastností reálného systému pro kvantovou distribuci klíčů, včetně měření útlumu daného spoje pomocí útlumového článku. Cílem následně bylo aplikovat tyto výsledky měření na laserové přenosy dat. Laserové spojení ovlivňují atmosférické podmínky, zejména oblačnost. Pro tyto účely byl vytvořen simulační nástroj, který slouží pro simulaci laserových kvantových kanálů v atmosféře.

The purpose of this work was to explore and describe the possibilities of quantum key distribution. Describe individual protocols based on quantum mechanics, and different variants of quantum channels of wireless laser connections. At the same time, analyze individual encryption algorithms from the point of view of their security, energy consumption and encryption speed. Furthermore, part of the work included measuring the transfer properties of a real system for the quantum key distribution, including measuring the attenuation of a given connection using an attenuation cell. The goal then was to apply the measurement results to laser data transfers. Laser connections are affected by atmospheric conditions, especially cloud cover. For these purposes, a simulation tool was created that serves to simulate laser quantum channels in the atmosphere.