Muhammad al-xorazmiy nomidagi toshkent axborot texnologiyalari universiteti kriptologiya kafedrasi Kriptografiya 2

Kvant shifrlash asoslari

Qabul qiluvchi tomondan chiziqli polarizatorlar yordamida shifrlash Fotonlarni yuborish va olish uchun tomonlar to'rtta filtrdan (polyarizator) foydalanishlari mumkin.

a) gorizontal	b) vertikal	c) chap-o`ng past- yuqori	d) chap-o`ng yuqori- past

Fotonlarni yuborish va qabul qilish uchun filtrlar
Agar bitta foton uchun (ma`lumotlar bitda) jo'natuvchi va qabul qiluvchi tomonlar bir xil filtrlardan foydalanadigan bo'lsa, u qabul qiluvchi tomonning fotodetektori tomonidan ro'yxatga olinadi va "1", aks holda - "0" deb belgilanadi.
Tomonlar maxfiy ma'lumotlarni almashtirish uchun ikkita filtrdan foydalanishlari kifoya. Buning uchun ular qabul qiluvchi tomondan foydalanish tartibini oldindan belgilab qo'yishadi, lekin bu mumkin bo'lgan raqib uchun tasodifiy bo'lishi kerak. Ushbu buyurtmani shifrlash / deshifrlash kaliti bo'ladi. Filtrni qabul qiluvchiga (kalit) qo'llash tartibini biluvchi jo'natuvchi, qabul qiluvchining olingan fotonni to'g'ri aniqlab berishi uchun, xabarni yuborish uchun tegishli filtrni qo'llashi kerak.
Quyidagi jadvalda qabul qiluvchi gorizontal va vertikal filtrlardan foydalanganida "00110101₂" xabarini yuborishning namunasi berilgan.
1-jadval. Xabar yuborish va qabul qilishga misoli

Xabar yuborish, bit	0	0	1	1	0	1	0	1
Qabul qiluvchilar tomonidan ishlatiladigan filtrlar (kalit)
Yuboruvchi tomonidan tanlanadigan filtrlar
Qabul qilinuvchi xabar, bit	0	0	1	1	0	1	0	1

Chunki dushman filtrlardan qanday foydalanishni bilmaydi, keyin fotonni to'sib qo'yganini to'g'ri izohlay olmaydi.

Ushbu shifrlash sxemasining mustahkamligini ta'minlash uchun gammani kodlashda kalit, albatta, tasodifiy va bir martalik bo'lishi kerak. Gamma generatorlari bunday kalitlarni ishlab chiqarish uchun ishlatilishi mumkin. Misol uchun, gamma keyingi bit "1" bo'lsa, qabul qiluvchi gorizontal filtrdan foydalanishi kerak, aks holda - vertikal. Kalitni (gamma) yaratish uchun siz kvant kalit almashinuvi protokollarini (masalan, BB84 protokoli) ishlatishingiz mumkin.
Shifrlashning barqarorligini oshirish uchun qabul qiluvchi tomondan filtr juftlarini almashtirish tavsiya etiladi. Bu shuningdek, aloqa kanalini tinglash faktini ham aniqlaydi. Foton ushlanganida, dushmanning nusxasini (klonini) yaratish va uni axborotni huquqiy oluvchisiga yuborish kerak. Agar dushman bir xil juftlik filtri yoki ajratuvchi prizmadan foydalanmasa, u holda fotonlarning bir qismini polyarizatsiyasini to'g'ri aniqlay olmaydi va shuning uchun kerakli nusxalarni yaratadi.Xabarni bekor qilishni tekshirish uchun jo'natuvchi va qabul qiluvchi jo'natilgan va qabul qilingan xabarlarning navbati bilan xesh ta’svirlarni (kontrol summa) hisoblab chiqishi mumkin. Ochiq kanal orqali ularni himoya
qilmasdan o'tkazilishi mumkin bo'lgan xesh – tasvirlarni taqqoslab, ular aloqa kanalini tinglayotgani yoki ma’lumotlar uzatilishi (yaxlitligi) to‘g‘ri ekanligini tasdiqlashi mumkin.