Способы маршрутизации в сетях с квантовым распределением ключей
Бесплатный доступ
В статье рассматриваются вопросы адаптации методов квантовой криптографии для современных сетей. В частности, проанализированы возможности использования квантового распределения ключей как одной из наиболее активно развивающихся областей квантовой криптографии. Рассмотрена возможность использования классической маршрутизации для интеграции квантового распределения ключей. Систематизированы и обобщены возможные стратегии разработки способов маршрутизации в сетях с использованием квантового распределения ключей, определены эффективные подходы к созданию протоколов маршрутизации в квантовых сетях. Выделены основные технические барьеры при реализации технологии квантового распределения ключей, такие как невысокая скорость выработки защищенного ключа, ограниченное расстояние прямого взаимодействия, необходимость в доверенных узлах-посредниках. Рассмотрены проблемы при интеграции квантовых технологий, таких как нарушение когерентности квантовой памяти, ограниченность диапазонов передачи данных, необходимость в сложном специализированном оборудовании. Представлены ключевые аспекты квантовой маршрутизации и связанные с этим свойства, описывающие квантовое распределение ключей, определен выбор подхода, который позволит построить наиболее эффективную сеть квантового распределения ключей.
Информационная безопасность, квантовые методы защиты информации, квантовая криптография, квантовое распределение ключей, способы маршрутизации, архитектура компьютерных сетей, программно-определяемые сети
Короткий адрес: https://sciup.org/148330364
IDR: 148330364 | DOI: 10.18137/RNU.V9187.24.04.P.91
Список литературы Способы маршрутизации в сетях с квантовым распределением ключей
- Maurer U.M. Secret key agreement by public discussion from common information // IEEE transactions on information theory. 1993. Vol. 39. No. 3. P. 733–742. DOI: 10.1109/18.256484
- Shor P.W. Algorithms for quantum computation: Discrete logarithms and factoring // Proceedings 35th annual symposium on foundations of computer science. Santa Fe, NM, USA, November 20–22, 1994. P. 124–134. DOI: 10.1109/SF CS.1994.365700
- Shor P.W., Preskill J. Simple proof of security of the BB84 quantum key distribution protocol // Physical review letters. 2000. Vol. 85. No. 2. P. 441–444. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.85.441
- Nejatollahi H., Dutt N., Ray S., Regazzoni F., Banerjee I., Cammarota R. Post-quantum lattice-based cryptography implementations: A survey // ACM Computing Surveys (CSUR). 2019. Vol. 51. No. 6. Article no. 129. Pp. 1–41. DOI: https://doi.org/10.1145/3292548
- Mustafa O.S., Askar S. A Novel Security Survival Model for Quantum Key Distribution Networks Enabled by Software-Defined Networking // IEEE Access. 2023. Vol. 11. P. 21641–21654. DOI: 10.1109/ACCESS.2023.3251649
- Yang C., Zhang H., Su J. Quantum key distribution network: Optimal secret-key-aware routing method for trust relaying // China Communications. 2018. Vol. 15. No. 2. Pp. 33–45. DOI: 10.1109/CC.2018.8300270
- Cao Y., Zhao Y., Wang Q., Zhang J., Ng S.X., Hanzo L. The evolution of quantum key distribution networks: On the road to the qinternet // IEEE Communications Surveys & Tutorials. 2022. Vol. 24. No. 2. Pp. 839–894. DOI: 10.1109/COMST.2022.3144219
- Schoute E., Mancinska L., Islam T., Kerenidis I., S Wehner. Short-cuts to quantum network routing // arXiv. 2016. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.1610.05238
- Recommendation ITU-T Y.3800: Overview on networks supporting quantum key distribution. International Telecommunication Union: Geneva, Switzerland, 2019. URL: https://handle.itu.int/11.1002/1000/13990 (дата обращения: 11.10.2024).
- Yao J., Wang Y., Li Q., et al. An Efficient Routing Protocol for Quantum Key Distribution Networks // Entropy. 2022. Vol. 24. No. 7. Article no. 911. P. 137–147. DOI: https://doi.org/10.3390/e24070911
- Aguado A., Lopez V., Martinez-Mateo J., Szyrkowiec T., Autenrieth A., Peev M., Lopez D., Martin V. Hybrid Conventional and Quantum Security for Software Defined and Virtualized Networks // Journal of Optical Communications and Networking. 2017. Vol. 9. Vol. 10. P. 819–825. DOI: https://doi.org/10.1364/JOCN.9.000819
- DiAdamo S., Qi B., Miller G., Kompella R., Shabani A. Packet switching in quantum networks: A path to the quantum internet // Physical Review Research. 2022. Vol. 4. No. 4. Article no. 043064. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevResearch.4.043064
- Mehic M., Niemiec M., Rass S., Ma J., Peev M., Aguado A., Martin V., Schauer S., Poppe A., Pacher C., et al. Quantum key distribution: A networking perspective // ACM Computing Surveys (CSUR). 2020. Vol. 53. No. 5. P. 1–41. DOI: https://doi.org/10.1145/3402192
- Pant M., Krovi H., D Towsley., Tassiulas L., Jiang L., P Basu., Englund D., Guha S. Routing entanglement in the quantum internet // npj Quantum Information. 2019. Vol. 5. No. 1. P. 25. DOI: https://doi.org/10.1038/s41534-019-0139-x
- Waxman B.M. Routing of multipoint connections // IEEE journal on selected areas in communications. 1988. Vol. 6. No. 9. P. 1617–1622. DOI: 10.1109/49.12889
