Статья

Название статьи ЭФФЕКТИВНОСТЬ СИНХРОНИЗАЦИИ СИСТЕМЫ КВАНТОВОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КЛЮЧА НА ОДНОФОТОННЫХ ЛАВИННЫХ ФОТОДИОДАХ
Автор К.Е. Румянцев, А.П. Плёнкин
Рубрика РАЗДЕЛ I. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ЗАЩИТА ИНФОРМАЦИИ
Месяц, год 09, 2016
Индекс УДК 621.396.624
DOI 10.18522/2311-3103-2016-9-415
Аннотация Исследована в режиме синхронизации двухпроходная система квантового распределения ключа (СКРК) с фазовым кодированием состояний фотонов на основе однофотонных лавинных фотодиодов (ОЛФД). Оценено влияние на вероятностные и временные характеристики обнаружения длительности сигнального временного окна в однофотонном режиме синхронизации. Цель исследований состоит в оценке влияния параметров ОЛФД на вероятностные и временные характеристики обнаружителя сигнального временного окна в однофотонном режиме синхронизации СКРК. Доказана возможность применения ранее полученных аналитических выражений для расчёта вероятности правильного обнаружения сигнального временного окна в процессе синхронизации СКРК при использовании в качестве фотодетекторов ОЛФД. Предложен новый алгоритм синхронизации СКРК, учитывающий в процессе обнаружения оптического импульса время для восстановления рабочего состояния ОЛФД после регистрации фотона. Приведена методика проектирования процесса обнаружения оптического импульса в процессе синхронизации с учётом особенностей применения ОЛФД в качестве регистраторов одиночных фотонов. Предложен алгоритм поиска сигнального временного окна, предполагающий деление периода следования оптических импульсов на временные окна. Особенность исследуемого алгоритма синхронизации состоит в том, что он реализуется в однофотонном режиме с регистрацией фотонов, повышая безопасность режима синхронизации СКРК. Проведен анализ параметров применяемых в системах квантового распределения ключа оптических ЛФД и их влияние на обнаружение сигнального временного окна в процессе предварительной синхронизации.

Скачать в PDF

Ключевые слова Система квантового распределение ключа; однофотонный лавинный фотодиод; синхронизация; алгоритм; время синхронизации; вероятность обнаружения сигнального временного окна.
Библиографический список 1. Плёнкин А.П., Румянцев К.Е. Синхронизация системы квантового распределения ключа при использовании фотонных импульсов для повышения защищённости // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2014. – № 8 (157). – С. 81-96.
2. Румянцев К.Е. Системы квантового распределения ключа: монография. − Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2011. – 264 с.
3. Gisin N., Ribordy G., Tittel W., Zbinden H. Quantum cryptography // Reviews of Modern Physics. – 2002. – Vol. 74, No. 1. – P. 145-195.
4. Gisin N. et al. Quantum cryptography // Rev. Mod. Phys. − 2002. − Vol. 74, No. 1. − P. 145-195.
5. Bennet C.H. et al. Experimental quantum cryptography // J. Cryptol. − 1992. − Vol. 5. − P. 3-28.
6. Muller A. et al. «Plug and play» systems for quantum cryptography // Appl. Phys. Lett. − 1996. − Vol. 70, No. 7. − P. 793-795.
7. Гальярди Р.М., Карп Ш. Оптическая связь: пер. с англ. / под ред. А.Г. Шереметьева.
− М.: Связь, 1978. – 424 с.
8. Плёнкин А.П. Исследование режима вхождения в синхронизм при использовании фотонных импульсов системы квантового распределения ключа // ES-ФМ-2014-011. Физи-ко-математические методы и информационные технологии в естествознании, технике и гуманитарных науках: сборник материалов международного научного e-симпозиума. Россия, г. Москва, 27-28 декабря 2014 г. – Киров: МЦНИП, 2015. – С. 101-113.
9. Румянцев К.Е., Плёнкин А.П. Экспериментальные испытания телекоммуникационной сети с интегрированной системой квантового распределения ключей // Телекоммуникации. – 2014. – № 10. – С. 11-16.
10. Курочкин В.Л., Курочкин Ю.В., Зверев А.В., Рябцев И.И., Неизвестный И.Г. Экспериментальные исследования в области квантовой криптографии // Фотоника. – 2012.
– № 5. – С. 54-66.
11. Румянцев К.Е., Плёнкин А.П. Безопасность режима синхронизации системы квантового распределения ключей // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2015. – № 5 (156).
– C. 152-160.
12. Румянцев К.Е., Плёнкин А.П. Повышение эффективности алгоритма вхождения в синхронизм системы квантового распределения ключей // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2015. − № 8 (169). – С. 6-19.
13. Rumyantsev K.E., Pljonkin A.P. Preliminary Stage Synchronization Algorithm of Auto-compensation Quantum Key Distribution System with an Unauthorized Access Security. In-ternational Conference on Electronics, Information, and Communications (ICEIC). 2016. Vi-etnam, Danang. – P. 1-4. DOI: 10.1109/ELINFOCOM.2016.7562955.
14. Румянцев К.Е., Плёнкин А.П. Моделирование процесса вхождения в синхронизм системы квантового распределения ключа при использовании для регистрации фотонных им-пульсов однофотонного лавинного фотодетектора для повышения защищённости: Свидетельство №2015610876. − Ростов-на-Дону, 2015. − 11 с.
15. Румянцев К.Е., Плёнкин А.П. Синхронизация системы квантового распределения ключа в режиме однофотонной регистрации импульсов для повышения защищенности // Радиотехника. – 2015. – № 2. – C. 125-134.
16. Задорин А.С., Максимов А.В., Махорин Д.А. Режимы работы фотоприемного устройства системы квантовой криптографии // Доклады ТУСУРа. – 2012. − № 2 (26). – С. 63-66.
17. Pljonkin A., Rumyantsev K. Single-photon synchronization mode of quantum key distribution system // International Conference on Computational Techniques in Information and Commu-nication Technologies (ICCTICT). − India, New Delhi, 2016. − P. 531-534. DOI: 10.1109/ICCTICT.2016.7514637.
18. Clavis. Plug & play quantum cryptography // id 3000. Specifications. id Quantique SA.
– Ver. 2.1. – January 2005. – 2 p.
19. Vectis. id 5000. Specifications // id Quantique SA. – Ver. 1.2. – April 2005. – 2 p.
20. QPN 5505. User's manual // MagiQ Technologies, Inc. – November 2004. – 62 p. − URL: www.magiqtech.com.
21. Kang Y. et al. InGaAs-on-Si single photon avalanche photodetectors // Appl. Phys. Lett. − 2004. − Vol. 85, No. 10. − P. 1668-1670.
22. Single photon detection modules with high timing resolution and low dark count rate. Visible single-photon counters. 2016. Specifications as of January 2016. − URL: www.idquantique.com.

Comments are closed.