Multichannel quantum system of fiber-optics secure communication

Authors

  • Олег Константинович Барановский Учреждение образования «Белорусская государственная академия связи»
  • Иван Романович Гулаков Учреждение образования «Белорусская государственная академия связи»
  • Евгений Викторович Василиу Одесская национальная академия связи им. А.С. Попова
  • Андрей Олегович Зеневич Учреждение образования «Белорусская государственная академия связи»
  • Игорь Валерьевич Лимарь Одесская национальная академия связи им. А.С. Попова

DOI:

https://doi.org/10.18372/2225-5036.22.10709

Keywords:

quantum key distribution, multichannel quantum system of secure communication, optical fiber, detection of unauthorized access, avalanche photodiode

Abstract

The method and the scheme of multichannel quantum system of secure communication for transfer of confidential data on optical fiber are developed. The considered scheme combines quantum key distribution with quantum secure data transmission. Such approach does not give possibility to the eavesdropper to decipher that part of information, which he can receive before the detection. The suggested scheme provides higher security level of transferred confidential information, than known, which use traditional pro-tocols of symmetric enciphering in a combination to quantum key distribution. It is found out that for the transmission protected in such a way on optical fiber the choice of wavelengths of 850 and 1625 nanometers is optimum. It is found out that when using in such systems of the avalanche photo diode FD-115L it is possible to provide a speed of information transfer up to 0,8 Mbps in one channel. For increase in speed of transfer, it is proposed to use two and more channels of transfer.

Author Biographies

Олег Константинович Барановский, Учреждение образования «Белорусская государственная академия связи»

Год и место рождения: 1976, г. Гродно, Республика Беларусь.
Образование: Учреждение образования «Белорусский государственный университет».
Должность: проректор по научной работе учреждения образования «Белорусская
государственная академия связи» с 2015 года.
Научные интересы: шумовые процессы в электронных приборах, методы и средства зашиты информации.
Публикации: больше 70 научных публикаций, среди которых 25 научных статей.

Иван Романович Гулаков, Учреждение образования «Белорусская государственная академия связи»

Год и место рождения: 1946, д. Костеничи, Мглинский р-н, Брянская обл., РФ.
Образование: Учреждение образования «Высший государственный колледж связи».
Должность: профессор кафедры математики и физики с 2006 года.
Научные интересы: фотоэлектронные процессы в фотоприемниках при одноквантовой
регистрации, методы и техника регистрации сверхслабых оптических потоков.
Публикации: больше 150 научных публикаций, среди которых монографии, учебные
пособия, научные статьи, патенты на изобретения.

Евгений Викторович Василиу, Одесская национальная академия связи им. А.С. Попова

Год и место рождения: 1966, Ялта, Крым, Украина.
Образование: Одесский государственный университет имени И.И. Мечникова, 1990.
Должность: директор Учебно-научного института «Радио, телевидения и информационной безопасности» Одесской национальной академии связи им. А.С. Попова с 2013 года.
Научные интересы: квантовая криптография, квантовые протоколы распределения ключей, квантовые протоколы прямой безопасной связи, квантовые протоколы разделения секрета, квантовая стеганография.
Публикации: более 100 научных публикация, среди которых 5 монографий,
более 60 научных статей, материалы конференций, патенты.

Андрей Олегович Зеневич, Учреждение образования «Белорусская государственная академия связи»

Год и место рождения: 1969, г. Минск, Республика Беларусь.
Образование: Учреждение образования «Высший государственный колледж связи».
Должность: ректор учреждения образования «Белорусская государственная академия связи» с 2009 года.
Научные интересы: фотоэлектронные процессы в фотоприемниках при одноквантовой
регистрации, методы и техника регистрации сверхслабых оптических потоков.
Публикации: больше 70 научных публикаций, среди которых монография, учебные
пособия, научные статьи, патенты на изобретения.

Игорь Валерьевич Лимарь, Одесская национальная академия связи им. А.С. Попова

Год и место рождения: 1973, Одесса, Украина.
Образование: Одесская государственная академия холода, 1995, Одесский национальный университет имени И.И. Мечникова, 2010.
Должность: аспирант Одесской национальной академии связи им. А.С. Попова.
Научные интересы: квантовая криптография, квантовые протоколы разделения
секрета, квантовое битовое обязательство.
Публикации: 10 научных публикаций, среди которых 6 научных статей, 4 материала
конференций.

References

Gisin N. Quantum cryptography / N. Gisin, G. Ribordy, W. Tittel, H. Zbinden // Review of Modern Physics. – 2002. – V. 74, issue 1. – P. 145–195.

© Baranovsky O., Gulakov І., Vasiliu Ye., Zenevich A., Limar І. Multichannel quantum system of fiberoptics secure communication // Ukrainian Scientific Journal of Information Security, 2016, vol. 22, issue 2, p. 156-162.

Килин С.Я. Квантовая криптография: идеи и практика / Килин С.Я., Хорошко Д.Б., Низовцев А.П. – Минск: ИД «Белорусская наука». – 2008. – 392 с.

Korchenko O. Quantum Secure Telecommunication Systems / Korchenko O., Vorobiyenko P., Lutskiy M., Vasiliu Ye., Gnatyuk S. // Telecom-munications Networks – Current Status and Future Trends (Ed. by J.H. Ortiz). – InTech, 2012. – P. 211–236.

Dixon A. R. High Speed and Adaptable Error Correction for Megabit/s Rate Quantum Key Distribution / A.R. Dixon, H. Sato. – Nature Publishing Group, November 2, 2014. – P. 23–24.

Lo H.K. Measurement-Device-Independent Quantum Key Distribution / H.K. Lo, M. Curty, B. Qi. – Phys. Rev. Lett. – 2012. – V. 108. – 130503.

Барановский О.К. Обнаружение несанкционированного доступа при передаче информации по оптическому волокну / О.К. Барановский, А.О. Зеневич, А.Г. Косари, Е.В. Василиу // Міжнародний науково-технічний журнал «Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах». – 2015. – № 2. – С. 212-216.

QPN Security Gateway (QPN–8505) // [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.magiqtech.com/Products_files/8505_Data_Sheet.pdf .

Centauris Link Encryption // [Электронный ресурс] http://www.idquantique.com/quantum-safe-crypto/network-encryption/centauris-ethernet-encryption/.

Bennett C.H. Quantum cryptography using any two nonorthogonal states / C.H. Bennett // Physical Review Letters. – 1992. – V. 68, issue 21. – P. 3121–3124.

Манько А. Защита информации на волоконно-оптических линиях связи от несанкционированного доступа / А. Манько, В. Каток, М. Задорожний // Правове, нормативне та метрологічне забезпечення си-стеми захисту інформації в Україні. - 2001. - №2.- С. 249-255.

Гулаков И.Р. Использование одноквантовой регистрации для систем передачи конфиденциальной информации по волоконно-оптическим линиям связи / И.Р. Гулаков, А.О. Зеневич, А.М. Тимофеев, А.Г. Косари // Доклады БГУИР. – 2014. – №7(85). – С. 38-43.

Гулаков И.Р. Метод счета фотонов в оптико-физических измерениях / И.Р. Гулаков, С.В. Холондырев. – Минск: Университетское, 1989. – 256 с.

Published

2016-07-06

Issue

Section

Cryptology