О стойкости релятивистской квантовой криптографии в открытом пространстве при конечных ресурсах
С. Н. Молотков
Академия криптографии РФ, 103025 Москва, Россия
Институт физики твердого тела РАН, 142432 Черноголовка, Россия
Факультет вычислительной математики и кибернетики, МГУ им. Ломоносова, 119991 Москва, Россия
Abstract
Секретность ключей для базового нерелятивистского протокола BB84
исследовалась более полутора десятков лет. Только недавно было получено
простое доказательство секретности в случае однофотонного источника квантовых
состояний и конечных последовательностей с использованием энтропийных
соотношений неопределенностей. Однако на сегодняшний день источники
состояний не являются строго однофотонными. Неоднофотонность вместе с
заранее неизвестными и меняющимися потерями в квантовом канале - открытом
пространстве - приводит к тому, что нерелятивистские системы квантовой
криптографии в открытом пространстве не могут гарантировать безусловную
(unconditional) секретность ключей.
Предложенная недавно релятивистская квантовая криптография снимает
принципиальные ограничения, связанные с неоднофотонностью источника и
потерями в открытом пространстве. Исследована стойкость принципиально нового
семейства протоколов релятивистского квантового распределения ключей через
открытое пространство в реальной ситуации конечных длин передаваемых
последовательностей квантовых состояний. Данная система оказывается стойкой
при реальных источниках неоднофотонных состояний (ослабленном лазерном
излучении) и произвольных потерях в открытом пространстве.