ViPNet QKDSim – это программный комплекс симуляции квантового распределения ключей (КРК) с возможностью подключения аппаратной периферии в виде оптико-механических узлов.
В качестве целевой аудитории программного комплекса выделяются учебные заведения, академические структуры, государственные и коммерческие организации.
ViPNet QKDSim наглядно демонстрирует принципы квантового распределения ключей, основанного на генерации и детектировании (считывании) оптических информационных состояний.
В процессе симуляции участвуют 3 объекта: передатчик (Алиса), приемник (Боб) и злоумышленник (Ева). Информация в оптических состояниях кодируется и декодируется путем изменения параметров поляризации генерируемого светового потока, интерпретируемых как параметры различных протоколов КРК.
Сценарии использования
ViPNet QKDSim позволяет на практике изучить классические и квантовые приемы передачи информации, а также рассмотреть влияние чувствительности и шумов детектора на квантовое распределение ключей (устойчивость системы).
Пользователь может ознакомиться с работой трех квантовых протоколов – протоколом BB84, протоколом ГОКС и протоколом B92, и разобраться в разнице режимов передачи информационных состояний (классический, однофотонный и квазиоднофотонный).
Программный комплекс имеет возможность демонстрации ряда атак Евы. Атака имитируется программным способом в результаты измерения Боба вносятся искажения согласно разработанному алгоритму. В результате определяется успешность перехвата информации Евой.
Рассмотрим пример выполнения протокола BB84.
- Алиса случайным образом выбирает один из базисов. Затем внутри базиса случайно выбирает одно из состояний, соответствующее 0 или 1, и посылает фотоны.
- Боб случайно и независимо от Алисы выбирает для каждого поступающего фотона: базис плюс или базис крест, и измеряет в нем значение фотона.
- Для каждого переданного состояния Боб открыто сообщает, в каком базисе проводилось измерение, но результаты измерений остаются в секрете.
- Алиса сообщает Бобу по открытому классическому каналу, какие измерения были выбраны в соответствии с исходным базисом Алисы.
- Пользователи оставляют только те случаи, в которых выбранные базисы совпали. Эти случаи переводят в биты (0 и 1), и составляют ключ.