Квантовая криптография представляет собой одно из многообещающих и уже реализованных в практических приложениях направлений в рамках квантовой теории информации. Методами квантовой криптографии удается создавать абсолютно случайные секретные ключи между пользователями квантовой линии связи. Для достижения абсолютной случайности биты ключа необходимо передавать посредством отдельных фотонов, параметры которых, в соответствии с квантовой физикой, являются неопределенными. В начале 80-х годов подобную схему предложили Чарльз Беннет (Charles Bennett) из IBM и Жиль Брассар (Gilles Brassard) из Монреальского университета. Данный протокол получил название ВВ84. Несколько позже, в 1992 году, была модернизирована эта схема и на свет появился новый протокол, названный В92.
В работе проводится сравнительный анализ указанных двух протоколов квантовой криптографии. Для этих целей разработана программа для ЭВМ. Данная программа позволяет визуально наблюдать работу протоколов при наличии и отсутствии несанкционированного доступа (НСД) На рис. 1 представлены примеры работы протоколов ВВ84 и В92 при наличии НСД методом непосредственного съема и генерации.
Рисунок 1. Пример работы протоколов ВВ84 и В92 при наличии НСД
В качестве выходных данных программа рассчитывает вероятность правильного приема ключевой информации легальными пользователями и вероятность попадания этой информации (или ее части) злоумышленнику, осуществляющему НСД.
Из рис. 1 видно, что наличие анализатора агента вносит существенную неопределенность в результаты измерения поляризации фотонов получателем. Действительно, в случае протокола ВВ84 на приемном конце квантовой линии связи регистрируется фотон с типом поляризации, ортогональным переданному фотону. В случае же протокола В92, легальным получателем возможна регистрация фотона с ненулевой вероятностью, хотя его анализатор ориентирован ортогонально поляризатору отправителя, что невозможно при отсутствии НСД.
Основным отличием протоколов ВВ84 и В92 является то, что даже при отсутствии в канале несанкционированного съема информации вероятность правильной регистрации типа поляризации фотонов (формирование ключевой последовательности бит) в протоколе В92 в два раза меньше чем в протоколе ВВ84.