Добрынин Диссертация Отчет 2

1. МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ, СВЯЗИ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Ордена Трудового Красного Знамени

Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение
высшего профессионального образования
Московский технический университет связи и информатики
Кафедра «Направляющие телекоммуникационные среды»
«Разработка и анализ нового протокола квантового распределения
ключей (QKD)»
Студент гр. М62402 Добрынин Н. С.
Научный руководитель: доцент кафедры НТС Колесников
О. В.
2024 г.

2.

Актуальность диссертации
Актуальность темы диссертации "Разработка и анализ нового протокола квантового распределения
ключей (QKD)" может заключаться в следующем:
1. Квантовая безопасность: в условиях развития технологий шифрования и криптоанализа
традиционные методы защиты данных становятся уязвимыми перед будущими квантовыми
компьютерами.
2. Рост спроса на безопасную передачу данных: С увеличением объема передаваемых данных через
интернет и сети возрастает потребность в надежных методах защиты информации от
несанкционированного доступа.
3. Инновации в криптографии: Разработка новых протоколов QKD способствует развитию современных
методов криптографической защиты, которые основаны на физических принципах и обладают высокой
устойчивостью к атакам.
4. Научный вклад: Исследование и разработка новых протоколов QKD вносят значительный вклад в
развитие теоретической и прикладной науки.
Таким образом, диссертация, посвященная разработке и анализу нового протокола QKD, имеет высокую
значимость как с точки зрения практических приложений, так и с научной перспективы.
2

3.

Цель и задачи работы
Целью данной НИР является поиск и анализ научно-технической литературы по «Разработка и
анализ нового протокола квантового распределения ключей (QKD)», оценка актуальности выбранной
тематики диссертационной работы и выявление направлений, требующих проведения
дополнительных исследований.
Для достижения цели НИР сформулированы следующие задачи:
1. Обзор литературы
2. Анализ существующих протоколов
3. Проектировка нового протокола
4. Анализ и моделирование протокола
5. Практические аспекты реализации
3

4.

Работы по теме представляющие интерес для изучения
1. Аксельрод В.А., Аверьянов В.С., Карцан И.Н. «Протокол распределения квантовых ключей ВВ84» (2022)
В этом источнике подробно рассматривается протокол BB84, его принципы, механизмы реализации и
уязвимости.
2.Балыгин К.А., Зайцев В.И., Климов А.Н., Кулик С.П., Молотков С.Н. «Способ управления интерференционной
картиной в однопроходной системе квантовой криптографии» (2018)
Данный патент описывает методы управления интерференцией в системах квантовой криптографии, что важно
для повышения стабильности и надежности практических реализаций протоколов.
3.Бурлаков Е.В., Коробов А.В. «Ключевые особенности протоколов квантового распределения ключей на
непрерывных переменных» (2024)
Этот источник освещает альтернативный подход — протоколы на основе непрерывных переменных (CV-QKD).
Для моего исследования важно сравнить эти протоколы с дискретными по показателям безопасности, скорости
передачи и устойчивости к шумам, а также оценить их практическую реализуемость.
4. Востоков Н., Борисова С.Н. «Квантовая криптография» (2012)
Обзорные материалы помогают понять фундаментальные принципы квантовой криптографии, основные
алгоритмы и текущие достижения.
5.Вторая Всероссийская научно-техническая конференция «Кибернетика и информационная безопасность «КИБ2024»
Современные доклады и исследования позволяют выявить последние тенденции, новые методы защиты
информации и реализации протоколов в условиях реальных угроз.
4

5.

Работы по теме представляющие интерес для изучения
6. Кузнецова А.В. «Анализ эффективности использования протоколов квантового распределения
ключей» (2013)
Этот доклад содержит оценку эффективности различных протоколов квантового распределения ключей,
что важно для сравнения их производительности, скорости и надежности. Полученные данные
позволяют определить оптимальные решения для практических систем с учетом ограничений ресурсов.
7. Кулик С.К. «Квантовая криптография: ознакомление с физическими принципами и проблемами
реализации» (2010)
В статье освещаются базовые физические принципы и основные проблемы при реализации квантовой
криптографии, такие как шумы, потери и технические ограничения. Это важно для понимания
технических барьеров при внедрении протоколов и оценки их практической реализуемости.
8. https://cyberleninka.ru/article/n/gibridnaya-metodika-shumopodavleniya-v-rechevom-signale-dlya-sistemyvideokonferentsiy
9. https://habr.com/ru/articles/586718/
10. https://proquant.ru/quants/whatisit/keys/kvantovoe-raspredelenie-klyuchey
5

6.

Работы по теме представляющие интерес для изучения
11. Курочкин В.Л., Рябцев И.И., Неизвестный И.Г. «Экспериментальная установка для квантовой
криптографии с одиночными поляризованными фотонами» (2005)
Описание экспериментальных установок дает представление о технических аспектах реализации
протоколов на практике, что важно для оценки их надежности, масштабируемости и потенциальных проблем
при внедрении.
12. Новые информационные технологии в научных исследованиях (2022)
Этот сборник содержит современные подходы и инновационные методы в области информационных
технологий, включая квантовые системы.
13. Румянцев К.Е., Хайров И.Е., Новиков В.В. «Метод съема информации в квантово-криптографическом
канале» (2004)
Рассматриваются методы извлечения информации из квантовых каналов, что важно для анализа
уязвимостей протоколов и методов защиты информации.
14. Третьяков Д.Б., Коляко А.В., Плешков А.С. «Генерация квантового ключа в однофотонных системах
связи» (2016)
Статья посвящена методам генерации ключей в системах на основе одиночных фотонов, что является
фундаментальной технологией многих протоколов
15. Череданова Е.М., Мамченко Е.А., Марчук А.М., Речкунов А.А. «Математическое моделирование
квантового распределения ключа протокола BB84» (2018)
Моделирование позволяет оценить теоретическую эффективность и безопасность протокола BB84 под
различными условиями.
6

7.

Работы по теме для изучения
1. Григорьев, И. В., Лебедев, С. А. (2021). *Квантовая криптография: от теории к практике*. Научные
труды МГТУ им. Баумана, 17(3).
2. Сидоров, Н. Н., Тихонов, А. И. (2022). *Современные подходы к квантовой криптографии*. Журнал
вычислительной математики и математической физики, 62(4).
3. Петров, В. В.,
Смирнов, И. И. (2021). *Безопасность квантовых ключевых распределительных
протоколов*. Вестник Санкт-Петербургского университета, Серия 10: Прикладная математика и
информатика, 12(1)
4. Фролов,
А. Н.,
Кузнецов,
Д.
С.
(2020).
*Квантовые
технологии
в
защите информации*.
Информационные технологии и вычислительные системы, 9(2).
5. Ковалев, П. А.,
Михайлов, Е. А. (2021). *Перспективы применения квантовой криптографии в
коммерческих системах*. Журнал современных технологий в информатике, 15(1).
6. Антонов, И. А., Попов, О. С. (2022). *Анализ уязвимостей квантовых ключевых распределительных
протоколов*. Вестник информационных технологий, 18(2).
7