Удивительно простая уязвимость, которая может подорвать квантовое шифрование
Исследователи выявили, что даже малейшее несовпадение лазерных лучей между передатчиком и приёмником может серьёзно снизить безопасность систем квантового распределения ключей
Короткое резюме
Квантовое распределение ключей (Quantum Key Distribution, QKD), считающееся одним из самых безопасных методов связи, оказалось уязвимым к, казалось бы, незначительной проблеме — ошибкам наведения луча. Даже крошечное несовпадение между передатчиком и приёмником, вызванное вибрациями или атмосферными помехами, может нарушить генерацию защищённых ключей.
Исследователи из Турции разработали новую аналитическую модель, которая впервые количественно оценивает влияние ошибок наведения на производительность квантового распределения ключей (QKD). Используя статистические распределения Рэлея и Хойта для более реалистичного моделирования отклонений луча, команда вывела формулы для ключевых показателей, таких как вероятность ошибок и скорость генерации секретного ключа (Secret Key Rate, SKR).
Результаты показывают, что увеличение ширины луча и несовпадение приводят к росту квантовой частоты битовых ошибок (Quantum Bit Error Rate, QBER) и снижению скорости генерации секретного ключа (SKR). Интересно, что асимметричное несовпадение в некоторых случаях оказалось выгоднее симметричного. Для поддержания безопасной связи требуется увеличивать среднее число передаваемых фотонов.
Ошибки наведения — критический фактор
Несовпадение лучей передатчика и приёмника, вызванное вибрациями или турбулентностью, напрямую снижает безопасность квантового распределения ключей (QKD), повышая уровень ошибок
Новая аналитическая модель
Исследователи создали первую детальную модель, использующую распределения Рэлея и Хойта для точной оценки влияния ошибок наведения на ключевые показатели системы
Влияние на безопасность
Рост несовпадения луча ведёт к увеличению квантовой частоты битовых ошибок (QBER) и снижению скорости генерации секретного ключа (SKR), что ставит под угрозу всю коммуникацию
Парадокс асимметрии
В некоторых сценариях асимметричное несовпадение луча (когда отклонения по горизонтали и вертикали различаются) может давать лучшие результаты, чем симметричное
Текст сгенерирован с использованием ИИ
