Hibrid architektúrán alapuló kvantum-véletlenszámgenerátor

A mai kommunikációs rendszerek, valamint digitális adataink védelme megköveteli a kriptográfia fejlődését. Ezen belül érdemes megemlíteni a különböző titkosítási eljárásokat, illetve a kulcsszétosztó rendszereket. A megfelelő szintű biztonság elérése érdekében nélkülözhetetlen véletlenszámok használata. Rendkívül sok helyen használnak költséghatékonysága miatt úgynevezett álvéletlenszám-generátorokat, melyek kimenete a kezdőállapot függvényében determinisztikusan meghatározható, így ezek nem garantálnak megfelelő szintű titkosítást, ellenben a valódi véletlenszám-generátorokkal. Ezen generátorok egy része a kvantummechanika véletlenszerűségén alapszik. Ilyen véletlenszám-generátor architektúra lehetőség például az általunk megalkotott beérkezési időn és útválasztáson alapuló hibrid véletlenszám-generátor. Az architektúra fotonforrása egy impulzusüzemű lézer. A kibocsátott foton ezután egy osztó segítségével két optikai szálra csatlakozik, melyek közül az egyik hosszabb, míg a másik rövidebb. Ezután a két optikai szál egy közös detektorra jut. A detektor kimenetén azt vizsgáljuk, hogy a fotonok beérkezése az impulzusüzemű lézer triggerjeléhez képest mikor érkezett be, ehhez az információhoz tudunk biteket párosítani. A módszer segítségével a térbeli szuperpozíciót konvertálhatjuk át időbeli szuperpozícióvá, ezzel biztosítva az architektúra legnagyobb előnyét, hogy elegendő egyetlen egyfoton-detektor. A bitgenerálási sebesség a detektor által van limitálva.

Dolgozatom célja ezen architektúra elméleti hátterének és megalkotásának bemutatása, a generált bitsorozatok tesztelése, valamint egyenletes eloszlástól történő deviancia, illetve korreláció utófeldolgozással történő kiszűrése.

szerző

• 
  Marosits Ádám
  Villamosmérnöki szak, alapképzés
  alapképzés (BA/BSc)

konzulens

• 
  Dr. Schranz Ágoston
  adjunktus, Híradástechnikai Tanszék