„Criptografia cuantică” - curs 2800 rub. de la MSU, antrenament 15 săptămâni. (4 luni), Data: 2 decembrie 2023.
Miscelaneu / / December 05, 2023
Cursul va acoperi protocoalele de bază pentru distribuirea cheilor marginale; principii fundamentale fundamentale de funcționare și proiectare a sistemelor moderne de distribuție cuantică a cheilor criptografice, conceptuale și matematice un dispozitiv folosit pentru a dovedi puterea sistemelor de criptografie cuantică, atât în versiunea cu fibră optică, cât și prin deschidere spaţiu; diverse tipuri de atacuri asupra unor astfel de sisteme, precum și metode de contracarare a acestora. Vom analiza diferențele fundamentale și noile posibilități în comparație cu metodele clasice de distribuție a cheilor. Participanții la curs vor învăța să analizeze puterea criptografică a unor astfel de sisteme în raport cu diverse atacă asupra lor și aplică cunoștințele dobândite la rezolvarea și formularea problemelor tipice din domeniul cuantic criptografie
Profesor, cercetător principal la Centrul pentru Tehnologii Cuantice, Facultatea de Fizică, Universitatea de Stat din Moscova, numit după M.V. Lomonosov
Poziție: Profesor, Departamentul de Supercalculatoare și Știința Informației Cuantice, Facultatea de Matematică Computațională și Cibernetică, Universitatea de Stat din Lomonoșov din Moscova
Cursul 1. O scurtă excursie în istoria criptografiei. Ce este criptografia cuantică și ce probleme rezolvă? Chei de unică folosință. Criteriul lui Shannon al secretului absolut. Progresele actuale în criptografia cuantică.
Cursul 2. Fundamentele aparatului matematic al științei informației cuantice: descrierea stărilor cuantice ale sistemelor cuantice individuale și compuse, stări pure, mixte, cuantice întanglement, măsurători ortogonale și generalizate, purificarea stărilor cuantice, teorema fără copiere, transformări ale sistemelor cuantice, complet pozitive afişa.
Cursul 3. Măsuri de proximitate a stărilor cuantice utilizate în protocoalele de criptografie cuantică.
Cursul 4. Protocoale de bază ale comunicațiilor cuantice și descrierea acestora: teleportare cuantică, codare ultradensă, distribuție a cheilor cuantice. Principalele protocoale de distribuție a cheilor cuantice: BB84, B92, E91, SARG04, codificare fază-timp, codificare fază diferențială, distribuția cuantică relativistă a cheilor prin spațiu deschis cu și fără sincronizare a ceasului la punctele de recepție și de transmisie latură.
Cursul 5. Continuare. Protocoale de bază pentru distribuirea cheilor cuantice și implementarea acestora.
Cursul 6. Concepte de bază ale teoriei informaționale clasice. Entropiile Shannon și Renyi și proprietățile lor. Informații condiționale, reciproce, secvențe tipice, teoreme de codificare sursă, teoreme de codare directă și inversă pentru un canal zgomotos, capacitate
Cursul 7. Continuare – concepte de bază ale teoriei informației clasice. Exemple.
Cursul 8. Entropia Von Neumann, proprietăți de bază și utilizare în teoria informației cuantice. Conceptul de canale de comunicare cuantică. Capacitatea clasică a unui canal de comunicare cuantică. Măsurători individuale și colective în criptografia cuantică.
Cursul 9. Continuare -- Holevo fundamental legat pentru limita accesibilă a informațiilor clasice. Multiplicitatea atacurilor cu urechea, conexiunea atacurilor cu capacitatea unui canal cuantic.
Cursul 10. Proprietățile de bază ale entropiilor cuantice Renyi (entropii min și max). Entropii min și max netezite, reguli de lanț, modificări ale entropiilor min și max sub acțiunea unui superoperator, proprietăți ale entropiilor min și max pentru sisteme cuantice compozite.
Cursul 11. Relații de entropie ale incertitudinilor în criptografia cuantică, conexiune cu entropiile min și max Renyi.
Cursul 12. Criteriul de secretizare cheie în criptografia cuantică bazat pe distanța de urmărire. Funcții hash universale de al doilea fel, utilizate în procedurile de îmbunătățire a securității. Lemma hash rămasă.
Cursul 13. Dovada secretului distribuției cheilor cuantice folosind ca exemplu protocolul BB84, pe baza relații de incertitudine a entropiei (cazul unei surse de informații strict cu un singur foton state).
Cursul 14. Analiza puterii criptografice a implementărilor sistemelor de criptografie cuantică cu surse neideale de stări cuantice, detectoare și un canal de comunicare cuantică cu pierderi. Atacul cu divizare după numărul de fotoni, atac cu măsurători cu un anumit rezultat, atac transparent cu un divizor de fascicul.
Cursul 15. Continuare – modificarea protocoalelor de criptografie cuantică ținând cont de atacurile legate de o-fotonitatea non-strict a stărilor sursei de informații. Un exemplu este o metodă cu stări de capcană (metoda Decoy State).
Cursul 16. Relația dintre criteriul de securitate cuantică bazat pe distanța de urmărire și criteriul Shannon bazat pe complexitatea enumerării cheilor.
Cursul 17. Despre generatoarele de numere aleatoare cuantice. Surse ale aleatoriei cuantice, metode de post-procesare - extragerea aleatoriei. Exemple de implementare.