A comprehensive survey of prominent cryptographic aspects for securing communication in post-quantum IoT networks

Kvant uzatish
"A" va "B" foydalanuvchilari asosni tanlashadi - to'g'ri chiziqli va diagonalni ayting

Foydalanuvchi "A" tasodifiy asosni tanlaydi	R	R	D	R	D	R	D	R	D
"A" foydalanuvchisi kvant kanali orqali qubitlarni yuboradi	F	t	IS	F	IS	F	Ya	t	Ya
"B" foydalanuvchisi tasodifiy asosni tanlaydi	R	D	R	R	D	R	D	D	R
"B" foydalanuvchisi bitlarni oladi		IS			IS	F	Ya	IS

JAMOAT KANALI (KVANT BO'LMAGAN) UZATISH

"B" "A" ga tanlangan haqida xabar beradi	R	D	R	R	D	R	D	D	R
asos
'A' bitlarini uzatadi					IS		Ya

"B" ga to'g'ri tanlangan asoslar

Endi ikkalasida ham bir xil maxfiy kalit bor

rasm. BB84 protokolining QKD tasviri.
6-jadval
Turli QKD protokollari.

QKD protokoli	Ixtirochilarning asosiy printsipi
BB84 protokoli BBM92 SARG04 E91	Bennet va Brassard Yagona zarrachaning qutblanish holati Bennett, Brassard va Mermin Acin, Gisin, Scarano va Ribordy Ekert chigallashgan zarralarning qutblanish holati

tranzit va agar shunday bo'lsa, u tashlanadi va boshidan qayta tiklanadi. Boshqa holatda, agar kanal xavfsiz deb topilsa, tomonlar birgalikda kvant bitlari bilan keyingi aloqani bir martalik pad sifatida o'rnatish haqida kelishib olishadi.

Xavfsiz kalit kelishuvi uchun Charlz H. Bennet va Gilles Brassard tomonidan ishlab chiqilgan Bennett va Brassard (BB84) QKD protokoli quyidagicha muhokama qilinadi. [98] . Dastlab ikkala ob'ekt (aytaylik, foydalanuvchi "A" va "B") qutblanish asosini belgilaydi, ya'ni Diagonal va Rectilinear. Bu qadam aloqa uchun juda muhim, chunki bu bosqichda kelishilgan asos keyingi muloqot uchun ishlatiladi. Keyin, ikkitadan bittasi (aytaylik, foydalanuvchi A) tasodifiy ravishda kubitlarni aniqlashi mumkin bo'lgan asosni tanlaydi. Keyin tanlangan kubitlar kvant kanali orqali boshqa ob'ektga o'tkaziladi. Keyinchalik, A foydalanuvchi B foydalanuvchiga kvant bo'lmagan kanal orqali tanlangan asos haqida ma'lumot beradi va agar aloqa xavfsiz deb topilsa, ular davom etadilar. Nihoyat, A foydalanuvchisi B foydalanuvchisi aniq polarizatsiya asosini tanlagan kubitlarni uzatadi va nihoyat, ikkala ob'ekt BB84 protokolini qo'llash orqali bir xil kalitga ega. 9 -rasmda BB84 protokoli yordamida yuqorida muhokama qilingan misol tasvirlangan. QKA sxemasi 50% kubit samaradorligiga ega BB84 protokoli asosida taklif qilingan. [99] . Kvant holatini saqlash va ikkita unitar operatsiyadan foydalangan holda, ushbu protokol BB84 protokolini o'zgartiradi va hech bir tomon kalitni aniqlay olmasligini ta'minlaydi, lekin ikkala ishtirokchi tomon ham kalitni o'zaro aniqlashi mumkin.
Prinsiplari BB84 protokoli bilan bir xil xususiyatlarga asoslangan boshqa turli xil protokollar mavjud va ularni BB84 protokolidan ajratib turadigan boshqa protokollar ham mavjud. Ulardan ba'zilari maqolada muhokama qilinadi 6-jadval [96] . Bennett-Brassard-Mermin 1992 (BBM92) protokolida ikkala ob'ekt chegara detektorlaridan foydalanadi va uchinchi ob'ekt chigal holatlarni boshqa ikkita ob'ektga etkazib berish uchun javobgardir. [100] . V. Scarani va boshqalar tomonidan taklif qilingan SARG04. [101] , fotonlar sonini ajratish hujumlaridan himoya qilish uchun zaif lazer impulslarini amalga oshirishda mustahkam protokol. Ushbu protokol BB84 protokoli bilan bir xil xususiyatlarga ega, ammo kvant bo'lmagan kanalga nisbatan BB84 protokolidan farq qiladi. Bundan tashqari, u nafaqat bitta fotondan, balki ikkita fotondan aloqa uchun xavfsiz ildiz yaratishga qodir. E91 - 1991 yilda Ekert tomonidan taklif qilingan QKD protokoli bo'lib, u kvant kanali sifatida ikkita ob'ekt tomonidan taqsimlangan o'ralgan Eynshteyn-Podolskiy-Rozen (EPR) juftligidan foydalanadi. Ushbu protokolda kodlash va dekodlash bir vaqtning o'zida amalga oshiriladi va klassik aloqa paytida ikkala o'lchov ham to'g'ri bo'lsa, ikkala jalb qilingan ob'ekt umumiy sirga ega. Bell algoritmi ushbu algoritmning xavfsizligini ta'minlash uchun ishlatiladi [102] .