“Criptografia quântica” - curso 2.800 rublos. da MSU, treinando 15 semanas. (4 meses), Data: 2 de dezembro de 2023.
Miscelânea / / December 05, 2023
O curso cobrirá protocolos básicos para distribuição de chaves de ponta; princípios básicos fundamentais de operação e projeto de sistemas modernos para distribuição quântica de chaves criptográficas, conceituais e matemáticas um dispositivo usado para comprovar a força dos sistemas de criptografia quântica, tanto na versão de fibra óptica quanto trabalhando através de portas abertas espaço; vários tipos de ataques a tais sistemas, bem como métodos para combatê-los. Veremos as diferenças fundamentais e as novas possibilidades em comparação com os métodos clássicos de distribuição de chaves. Os participantes do curso aprenderão a analisar a força criptográfica de tais sistemas em relação a vários ataca-os e aplica os conhecimentos adquiridos na resolução e formulação de problemas típicos no campo da quântica criptografia
Professor, pesquisador líder do Centro de Tecnologias Quânticas da Faculdade de Física da Universidade Estadual de Moscou em homenagem a M.V. Lomonosov
Cargo: Professor, Departamento de Supercomputadores e Ciência da Informação Quântica, Faculdade de Matemática Computacional e Cibernética, Lomonosov Moscow State University
Palestra 1. Uma breve excursão pela história da criptografia. O que é criptografia quântica e quais problemas ela resolve? Chaves descartáveis. Critério de sigilo absoluto de Shannon. Avanços atuais em criptografia quântica.
Aula 2. Fundamentos do aparato matemático da ciência da informação quântica: descrição dos estados quânticos de sistemas quânticos individuais e compostos, estados puros, mistos, quânticos emaranhamento, medições ortogonais e generalizadas, purificação de estados quânticos, teorema da não cópia, transformações de sistemas quânticos, completamente positivos mostrar.
Aula 3. Medidas de proximidade de estados quânticos utilizadas em protocolos de criptografia quântica.
Aula 4. Protocolos básicos de comunicação quântica e sua descrição: teletransporte quântico, codificação ultradensa, distribuição quântica de chaves. Principais protocolos de distribuição de chaves quânticas: BB84, B92, E91, SARG04, codificação fase-tempo, codificação diferencial de fase, distribuição quântica relativística de chaves através do espaço aberto com e sem sincronização de relógio nos pontos de recepção e transmissão lado.
Aula 5. Continuação. Protocolos básicos para distribuição quântica de chaves e sua implementação.
Aula 6. Conceitos básicos da teoria clássica da informação. Entropias de Shannon e Renyi e suas propriedades. Informação condicional, mútua, sequências típicas, teoremas de codificação fonte, teoremas de codificação direta e inversa para um canal ruidoso, capacidade
Aula 7. Continuação – conceitos básicos da teoria clássica da informação. Exemplos.
Aula 8. Entropia de Von Neumann, propriedades básicas e uso na teoria da informação quântica. O conceito de canais de comunicação quântica. Capacidade clássica de um canal de comunicação quântica. Medições individuais e coletivas em criptografia quântica.
Aula 9. Continuação - Holevo fundamental vinculado ao limite alcançável da informação clássica. Multiplicidade de ataques de escuta, conexão de ataques com capacidade de canal quântico.
Aula 10. Propriedades básicas das entropias quânticas de Renyi (entropias mínimas e máximas). Entropias mínimas e máximas suavizadas, regras de cadeia, mudanças nas entropias mínimas e máximas sob a ação de um superoperador, propriedades de entropias mínimas e máximas para sistemas quânticos compostos.
Aula 11. Relações de entropia de incertezas em criptografia quântica, conexão com entropias mínimas e máximas de Renyi.
Aula 12. Critério chave de sigilo em criptografia quântica baseado na distância do traço. Funções hash universais do segundo tipo, usadas em procedimentos de aprimoramento de segurança. Sobrou hash Lema.
Aula 13. Prova do sigilo da distribuição de chaves quânticas usando o protocolo BB84 como exemplo, com base em relações de incerteza de entropia (o caso de uma fonte de informação estritamente de fóton único estados).
Aula 14. Análise da força criptográfica de implementações de sistemas de criptografia quântica com fontes não ideais de estados quânticos, detectores e canal de comunicação quântica com perdas. Ataque com divisão pelo número de fótons, ataque com medições com determinado resultado, ataque transparente com divisor de feixe.
Aula 15. Continuação – modificação dos protocolos de criptografia quântica levando em consideração ataques relacionados à unifotonidade não estrita dos estados da fonte de informação. Um exemplo é um método com estados de armadilha (método Decoy State).
Aula 16. Relação entre o critério de segurança quântica baseado na distância do traço e o critério de Shannon baseado na complexidade da enumeração de chaves.
Aula 17. Sobre geradores quânticos de números aleatórios. Fontes de aleatoriedade quântica, métodos de pós-processamento - extração de aleatoriedade. Exemplos de implementação.