Quantum solution for secure information transmission of wearable devices

( 0 đánh giá )
Miễn phí

Thiết bị đeo ngày càng phổ biến (ví dụ: đồng hồ thông minh, kính thông minh, máy bơm insulin), nhưng bảo mật thông tin vẫn là điểm yếu lớn.

  • Mật mã cổ điển dựa trên độ phức tạp toán học có thể bị phá vỡ khi năng lực tính toán tăng lên, và không thể phát hiện tấn công nghe lén.
  • - Mật mã lượng tử khắc phục các điểm yếu đó nhờ tính chất vật lý của trạng thái lượng tử: không thể sao chép (no-cloning), có thể phát hiện nghe lén qua sự sụp đổ trạng thái.
  • - Mô hình đề xuất gồm:
  •   + Phân phối khóa lượng tử (QKD) giữa thiết bị đeo (Alice) và trạm gốc (BS) bằng BB84 hoặc BBM92.
  •   + Dịch chuyển lượng tử (quantum teleportation) để truyền trạng thái lượng tử mang thông tin nhạy cảm.
  •   + Mã hóa thông tin cổ điển bằng khóa lượng tử để hướng dẫn BS khôi phục trạng thái lượng tử.
  • - Quá trình truyền gồm:
  •   + Chuẩn bị cặp photon rối EPR để tạo kênh lượng tử.
  •   + Mã hóa thông tin nhạy cảm thành trạng thái lượng tử |0⟩, |1⟩ hoặc |+⟩, |−⟩ tùy theo khóa chia sẻ.
  •   + Alice đo Bell-basis và gửi kết quả mã hóa cho BS.
  •   + BS dùng kết quả để thực hiện phép biến đổi lượng tử và đo để khôi phục thông tin.
  • - Phân tích bảo mật:
  •   + QKD có bảo mật vô điều kiện, không phụ thuộc vào năng lực tính toán của kẻ tấn công.
  •   + Dịch chuyển lượng tử không truyền trực tiếp thông tin nhạy cảm qua kênh cổ điển.
  •   + Kẻ tấn công không thể sao chép trạng thái lượng tử hoặc giải mã thông tin cổ điển đã mã hóa.
  • - Hạn chế hiện tại: thiết bị lượng tử còn cồng kềnh và đắt đỏ, nhưng có tiềm năng thu nhỏ như máy tính từng phát triển.