Kvantová distribuce klíčů přes optickou vláknovou infrastrukturu
Loading...
Date
Authors
Klíčník, Ondřej
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract
Cílem této bakalářské práce je vytvoření uceleného pohledu na současné technologie kvantové distribuce klíčů (QKD) po optickém vlákně, v teoretické rovině tedy zcela bezpečné výměny klíčů. Práci lze rozdělit na část teoretickou a praktickou. Teoretická část osvětluje důvody použití těchto systémů a základy kvantové mechaniky potřebné pro pochopení funkce jednotlivých QKD protokolů. Dále jsou popsány principy fungování jak daných protokolů, tak souvisejících služeb, jako je postkvantová kryptografie (PQC) a kvantové generování čísel (QRNG). Poslední kapitola se věnuje architektuře QKD sítí a popisuje současné standardy QKD komunikací. V praktické části je provedena detailní analýza komerčně dostupných zařízení. Následně jsou předvedeny výsledky simulací vybraných QKD protokolů a je navržen, sestaven a otestován vlastní QKD polygon.
The aim of this bachelor thesis is to create a comprehensive view of the current technology of quantum key distribution (QKD) over optical fiber, in theoretical terms, a completely secure key exchange. The thesis can be divided into theoretical and practical parts. The theoretical part illuminates the reasons for the use of these systems and the fundamentals of quantum mechanics needed to understand the function of individual QKD protocols. Furthermore, the principles of operation of both the protocols and related services such as post-quantum cryptography (PQC) and quantum number generation (QRNG) are described. The last chapter is devoted to the architecture of QKD networks and describes current standards for QKD communications. In the practical part, a detailed analysis of commercially available devices is performed. Subsequently, simulation results of selected QKD protocols are presented and a custom QKD polygon is designed, built and tested.
The aim of this bachelor thesis is to create a comprehensive view of the current technology of quantum key distribution (QKD) over optical fiber, in theoretical terms, a completely secure key exchange. The thesis can be divided into theoretical and practical parts. The theoretical part illuminates the reasons for the use of these systems and the fundamentals of quantum mechanics needed to understand the function of individual QKD protocols. Furthermore, the principles of operation of both the protocols and related services such as post-quantum cryptography (PQC) and quantum number generation (QRNG) are described. The last chapter is devoted to the architecture of QKD networks and describes current standards for QKD communications. In the practical part, a detailed analysis of commercially available devices is performed. Subsequently, simulation results of selected QKD protocols are presented and a custom QKD polygon is designed, built and tested.
Description
Keywords
Clavis3, CV-QKD, DV-QKD, ETSI Key Delivery API, komerční systém QKD, kvantová distribuce klíčů (QKD), kvantová mechanika, kvantové generování čísel (QRNG), postkvantová éra, postkvantová kryptografie (PQC), QKD síť (QKDN), QKD polygon, QVPN, simulace QKD protokolů, Clavis3, CV-QKD, DV-QKD, ETSI Key Delivery API, commercial QKD system, quantum key distribution (QKD), quantum mechanics, quantum random number generator (QRNG), post-quantum era, post-quantum cryptography (PQC), QKD network (QKDN), QKD polygon, QVPN, QKD protocol simulation
Citation
KLÍČNÍK, O. Kvantová distribuce klíčů přes optickou vláknovou infrastrukturu [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2021.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
bez specializace
Comittee
prof. Ing. Dan Komosný, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Petr Münster, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Ondřej Pospíšil (člen)
Ing. Tomáš Lieskovan, Ph.D. (člen)
JUDr. Ing. František Kasl, Ph.D. (člen)
Ing. Jaroslav Vrána, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2021-06-15
Defence
Student prezentoval výsledky své práce a komise byla seznámena s posudky.
Otázka oponenta:
Pokud uvažujeme dynamiku QKD systému 14 dB. Jakým způsobem lze realizovat dosah kvantového systému na vzdálenost např. 200 km?
Student obhájil bakalářskou práci a odpověděl na otázky.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení