Журнал
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики
УДК:004.056.5, 535.8
Номер:6 (136)
Скачать PDF0 Кбайт
Создание уязвимостей в системах квантового распределения ключей в результате атаки импульсным лазером
Аннотация:
Предмет исследования. Протоколы квантовой коммуникации считаются безопасными при условии, что все входящие в систему устройства полностью охарактеризованы, а побочные каналы закрыты. Однако в результате воздействия лазерного излучения возможно изменение характеристик компонентов систем квантовой коммуникации, что приводит к появлению уязвимостей в системе квантового распределения ключей. В работе рассмотрено влияние импульсного лазерного излучения на волоконно-оптические изоляторы, применяемые в системах квантовых коммуникаций. Изоляторы защищают источник системы от атакующего оптического излучения, который приходит от «подслушивающей» стороны по квантовому каналу. Снижение коэффициента изоляции может вывести всю систему из безопасного состояния, и злоумышленник сможет получить доступ к информации о секретном ключе. Метод. Выполнена имитация сценария наиболее вероятной атаки на источник системы квантового распределения ключей импульсным лазером. Экспериментальная установка воздействует на волоконные изоляторы импульсным лазерным излучением в четырех режимах генерации импульсов на длине волны 1064 нм (в пределах окна прозрачности изоляторов) со средней мощностью до 840 мВт. Проведен контроль коэффициента изоляции и пропускной способности с использованием лазерного диода с длиной волны 1550 нм и средней мощностью 10,5 мВт. Для разделения используемых лазеров применены спектрально-селективные разветвители. Основные результаты. Показано, что коэффициент изоляции в направлении из квантового канала в систему на длине волны 1550 нм снижается с исходного значения 59,1 дБ до 24,5 дБ. Пропускная способность в направлении из системы в квантовый канал на этой же длине волны уменьшается с 0,6 дБ до 1,2–12,3 дБ или не изменяется, в зависимости от параметров импульсного лазерного излучения. Мониторинг температуры показал, что при воздействии импульсным излучением температура корпуса изолятора изменяется незначительно. Полученные эффекты изменения коэффициента изоляции и пропускной способности могут быть объяснены наличием нелинейных эффектов в магнитооптическом кристалле изолятора. Практическая значимость. Результаты работы найдут применение при практической оценке безопасности систем квантовой коммуникации – оценки безопасности систем квантового распределения ключа. Результат может быть использован при составлении стандартов сертификационных процедур оценки безопасности систем квантовой связи. Работа содержит рекомендации по усилению безопасности блока источника сигнала в системах квантовой коммуникации. В качестве контрмер по защите от воздействия импульсного лазерного излучения предложено использовать оптические предохранители с заданной предельной пороговой мощностью, детекторы для мониторинга входной мощности оптического излучения и узкополосные оптические фильтры на входе в систему квантовой коммуникации.
Ключевые слова:
Постоянный URL
Статьи в номере
- Волоконно-оптический датчик вибрации на основе SMF-MMF-SMF перехода и наклонной решетки Брэгга
- Анализ аберраций клина как компенсационного и функционального элемента в системах дополненной и виртуальной реальности
- Оценка задержки детектирования температуры чувствительного элемента волоконно-оптического гироскопа
- Оценка относительного шума интенсивности одномодового вертикально-излучающего лазера с внешним резонатором на основе волоконной брэгговской решетки
- Сравнительный анализ частотных спектров глаза человека и алмаза в видимом свете
- Проактивное управление составом и структурой системы пространственного мониторинга в условиях воздействия дестабилизирующих факторов
- Геометрический подход к решению задачи для машин Дубинса при формировании программных траекторий движения
- Синтез методом молекулярно-пучковой эпитаксии и свойства нитевидных нанокристаллов с квантовыми точками на основе соединений III-V групп на поверхности кремни
- Исследование влияния концентрации оксида магния и отклонения от стехиометрии иттрий-алюминиевого граната на микроструктуру и оптическое пропускание керамики на его основе
- Измерение теплоемкости и теплопроводности объемных кристалловβ-Ga2O3 и β-(AlxGa1–x)2O3, выращенных методом Чохральского
- Подход к формированию информативных признаков в задачах мониторинга информационной безопасности киберфизических систем
- Стохастическое тестирование программного обеспечения для поиска уязвимостей
- Исследование методов машинного обучения в задаче идентификации клеток крови
- Исследование модифицированного алгоритма оптимизации серых волков для редукции нечетких правил в облачной системе обнаружения вторжений
- Модель маршрутизации каналов информационного взаимодействия в сети FANET с использованием аппарата нечеткой логики
- Двухуровневая аутентификация и манекен-маршрутизация для повышения безопасности беспроводных сенсорных сетей интернета вещей
- Сплайн-вейвлетные надежные бент-коды
- Идентификация аккаунтов пользователей социальных сетей при помощи сравнения графического контента
- Метод отключения путей по расписанию на основе семплирования Монте-Карло и непрерывной релаксации для оценки эпистемической неопределенности в задаче классификации пыльцы на изображениях
- Генерация случайных чисел с использованием массива связанных лазеров на основе микростолбиков с квантовыми точками
- Метод формирования и использования цифрового паспорта электронного изделия на предприятиях приборостроительной отрасли
- Методы определения разности фаз выходных сигналов приемных элементов фазированной антенной решетки в радиофотонной схеме с параллельным и последовательным попарным соединением электрооптических модуляторов
- Маршрутизация в сетях автономных необитаемых подводных аппаратов