В современных системах автоматизированного проектирования ши

161
ГЛАВА 7.
КВАНТОВЫЕ НАНОРАЗМЕРНЫЕ 
СТРУКТУРЫ ДЛЯ СИСТЕМ 
КОДИРОВАНИЯ И КРИПТОГРАФИИ 
 
Проблема безопасности информационных технологий возникла на 
пересечении двух активно развивающихся и, одних из самых передовых, в 
плане использования технических достижений, направлений – безопасно-
сти технологий и информатизации. Сама проблема безопасности не явля-
ется новой, так как обеспечение собственной безопасности – задача перво-
степенной важности для любой системы независимо от её сложности и на-
значения, будь то социальное образование, биологический организм или 
система обработки информации.
В жизни современного общества востребовано множество информа-
ционных технологий. Компьютеры обслуживают банковские системы, 
контролируют работу атомных реакторов, распределяют энергию, следят 
за расписанием поездов, управляют самолетами, космическими кораблями. 
Компьютерные сети и телекоммуникации предопределяют надёжность и 
мощность систем обороны и безопасности страны. Компьютеры обеспечи-
вают хранение информации, её обработку и предоставление потребителям, 
реализуя информационные технологии. 
Именно высокая степень автоматизации порождает риск снижения 
безопасности (личной, информационной, государственной и т.п.). Доступ-
ность и широкое распространение информационных технологий, ЭВМ де-
лает их чрезвычайно уязвимыми по отношению к деструктивным воздей-
ствиям, в том числе и информационным. Тому есть множество примеров. 
Информационная безопасность, а главное надёжность и достоверность ин-
формации становится сегодня всё более и более определяющими парамет-
рами при взаимодействии технологических систем друг с другом. 

---

162
Следовательно, чтобы быть защищенной, система должна успешно 
противостоять многочисленным и разнообразным угрозам безопасности, 
действующим в пространстве современных информационных технологий, 
и главным образом тем, которые носят целенаправленный характер. 
На каждом этапе развития существуют инструментальные и эконо-
мические ограничения, выражающиеся в уровне и качестве продукции на 
данном этапе развития цивилизации. Прогресс в познании строения веще-
ства неукоснительно приводит к созданию новых научных открытий и по-
рождаемых ими новых научных технологий. 
С появлением нанотехнологий появилась техническая возможность 
сдвинуть ограничения на пространственное разрешение измерительных и 
исполнительных инструментов в нанометровую и атомарную область раз-
меров. Это создало предпосылки развитии в направлениях нанотехноло-
гии, молекулярной нанотехнологии, наноэлектроники, базирующихся на 
возможности оперировать с веществом на уровне молекул, молекулярных 
кластеров и отдельных атомов.
Прогресс в познании строения вещества неразрывно связан с воз-
можностью визуализации описывающих его параметров с максимально 
осуществимым пространственным и временным разрешением. Следую-
щим шагом познания является попытка использования полученных знаний 
для построения новых функциональных структур, максимально возможной 
информационной мощности, улучшения качества производимых продук-
тов, создания новых технологий.
Одним из наиболее мощных средств для исследования и проектиро-
вания технических систем является моделирование. Использование моде-
лирования, начиная с ранних стадий, и постепенное накопление информа-
ции за счёт уточнения и детализации модели позволяет говорить о расши-
ряемой адаптивной модели всего цикла проектирования. Соответственно, 
при анализе различных свойств объекта проектирования (ОП) модельное 

---

163
представление должно формироваться наиболее подходящим для этой це-
ли образом, независимо от конкретного процесса или этапа проектирова-
ния, и сохранять все требуемые свойства проектируемого объекта. 
Для развития субмикронной и нанотехнологии, в отличие от тради-
ционной технологии, характерен "индивидуальный" подход, при котором 
внешнее "управление" достигает отдельных атомов и молекул, что позво-
ляет создавать из них как "бездефектные" материалы с принципиально но-
выми физико-химическими свойствами, так и новые классы устройств с 
характерными нанометровыми размерами – наноразмерные структуры.
Одним из направлений решения этой проблемы является создание и 
развитие автоматизированных систем проектирования различных нанотех-
нологических процессов, в том числе формирование элементов нанораз-
мерных структур на основе квантовых точек для систем кодирования и 
криптографии.
Инструментальный базис нанотехнологий, позволяющий учёным и 
исследователям не только визуализировать атомные структуры, но и мани-
пулировать отдельными атомами и строить новые молекулы, основан на 
использовании так называемого эффекта туннелирования электронов. Его 
применение на вершинах зондов специальных конструкций позволяет дос-
тигать высокой пространственной разрешающей способности управления 
атомно-молекулярными реакциями в отличие от известных групповых 
технологий осаждения материалов, методов оптической литографии, эпи-
таксии, а также электронной литографии, где высокая энергия фокусируе-
мых электронов приводит к значительному разрушению используемых ма-
териалов. 
Поэтому разработка элементов автоматизированной системы проек-
тирования процесса формирования наноразмерных структур для систем 
кодирования и криптографии в туннельно-зондовой нанотехнологии явля-
ется задачей актуальной и своевременной. 

---