RU2520419C1 - High-speed optical line protected from eavesdropping by quantum noise - Google Patents

High-speed optical line protected from eavesdropping by quantum noise Download PDF

Info

Publication number
RU2520419C1
RU2520419C1 RU2012149780/08A RU2012149780A RU2520419C1 RU 2520419 C1 RU2520419 C1 RU 2520419C1 RU 2012149780/08 A RU2012149780/08 A RU 2012149780/08A RU 2012149780 A RU2012149780 A RU 2012149780A RU 2520419 C1 RU2520419 C1 RU 2520419C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
optical
transmission
level
packet
data
Prior art date
Application number
RU2012149780/08A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012149780A (en
Inventor
Игорь Эдуардович Самарцев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ "ИРЭ-Полюс" (ООО НТО "ИРЭ-Полюс")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ "ИРЭ-Полюс" (ООО НТО "ИРЭ-Полюс") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ "ИРЭ-Полюс" (ООО НТО "ИРЭ-Полюс")
Priority to RU2012149780/08A priority Critical patent/RU2520419C1/en
Publication of RU2012149780A publication Critical patent/RU2012149780A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2520419C1 publication Critical patent/RU2520419C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: received power level of an optical signal in a link is monitored and matched with the transmitting side, selecting it to be maximally low, comparable to the level of optical quantum noise at the receiving side and where it is still possible to recover lost information bits while minimising optical losses in the optical line; a key for decrypting a bit data packet contained in the packet itself can vary from packet to packet and a cryptographic algorithm is selected such that decryption is impossible if a bit is lost from a data packet. The optical link comprises: a transmitter with an actuator, a receiving optical amplifier, a photoelectronic converter with an output narrow-band filter.
EFFECT: improved robustness against unauthorised information access by combining high data transmission rate with maximally low power of quantum bits of an encoded signal.
14 cl, 3 dwg

Description

Область техники TECHNICAL FIELD

Изобретение относится к области телекоммуникации, а именно к оптическим линиям связи повышенной секретности, работающим на предельно высоких скоростях передачи информации с использованием квантовых эффектов для защиты информации от возможного перехвата. The invention relates to the field of telecommunications, and specifically to an optical communication lines high secrecy operating at extremely high speed transmission of information using quantum effects to protect information from possible interception.

Предшествующий уровень техники BACKGROUND ART

Менее полувека потребовалось на то, чтобы квантовая криптография прошла путь от идеи до воплощения в коммерческую систему квантового распределения ключей. Less than half a century was required to ensure that quantum cryptography has gone from idea to implementation in commercial quantum key distribution system. Действующая аппаратура позволяет распределять ключи через квантовый канал на расстояние, превышающее 100 км. The existing equipment allows us to distribute the keys via the quantum channel at a distance exceeding 100 km. Основными потребителями систем квантовой криптографии в первую очередь выступают министерства обороны, министерства иностранных дел и крупные коммерческие объединения. The main consumers of quantum cryptography systems primarily serve the Ministry of Defense, Ministry of Foreign Affairs and major commercial associations. На настоящий момент высокая стоимость квантовых систем распределения ключей ограничивает их массовое применение для организации конфиденциальной связи между небольшими и средними фирмами и частными лицами. At the moment, the high cost of quantum key distribution systems limit their massive use for the organization of confidential communication between small and medium-sized businesses and individuals.

В линиях волоконно-оптической связи процесс обмена данными с использованием квантовой криптографии выполняется физическими средствами и основан на регистрации счетного числа фотонов. The lines of optical fiber communication process communication using quantum cryptography performed by physical means and based on the registration of a countable number of photons. Регистрация счетного числа фотонов в волоконной линии происходит в присутствии собственного квантового шума - 1 фотон в секунду в полосе частот 1 Гц, на одну степень свободы - для поляризованного излучения в волокне. Register countable number of photons in a fiber line occurs in the presence of its own quantum noise - 1 photon per second bandwidth of 1 Hz, for one degree of freedom - for polarized radiation in the fiber. Регистрация фотонов лавинным фотодиодом в этом случае осуществляется на низких скоростях передачи порядка 1 Мбит/с. Register photon avalanche photodiode in this case is carried out at low transmission speeds of the order of 1 Mbit / s. Считается, что делая упор на квантовые явления, можно спроектировать и создать такую систему связи, которая всегда может обнаруживать прослушивание. It is believed that focusing on quantum phenomena, it is possible to design and create a communications system that can always detect an audition. Это обеспечивается тем, что попытка измерения взаимосвязанных параметров в квантовой системе вносит в нее нарушения, разрушая исходные квантовые состояния фотонов, а значит, по уровню шума в канале легитимные пользователи могут распознать степень активности перехватчика. This is ensured by the fact that the attempt to measure related parameters in the quantum system makes it disorders, destroying the original quantum states of the photons and, therefore, the level of noise in the legitimate users can recognize the degree of activity of the interceptor.

Исследователи из Северо-западного университета (Эванстон, штат Иллинойс) продемонстрировали технологию, позволяющую передавать на небольшое расстояние шифрованное сообщение со скоростью 250 Мбит/с [1, 2]. Researchers from Northwestern University (Evanston, Illinois) have demonstrated a technology that allows to transmit a short distance encrypted message to a speed of 250 Mbit / s [1, 2]. Ученые предложили метод квантового кодирования самих данных, а не только одного ключа. Scientists have proposed a method for quantum encoding of the data itself, and not just one key. В этой модели учитывается угол поляризации каждого переданного фотона, поэтому любая попытка декодировать сообщение приводит к такой зашумленности канала, что всякая расшифровка становится невозможной. This model takes into account the angle of polarization of each photon passed, so any attempt to decode the message leads to a noise channel that any decryption is not possible. Исследователи обещают, что уже модель следующего поколения сможет работать практически на магистральной скорости Интернета порядка 2,5 Гбит/с. Researchers promise that even next-generation model will be able to work practically on the main web speed of about 2.5 Gbit / s. По словам одного из разработчиков, профессора Према Кумара (Prem Kumar) ″еще никому не удавалось выполнять квантовое шифрование на таких скоростях″ (2003-2005 гг.). According to one of the developers, Professor Prem Kumar (Prem Kumar) "nobody has been able to carry out quantum encryption at such speeds" (2003-2005.). Ученые уже получили несколько патентов на свои разработки и сейчас работают вместе со своими промышленными партнерами Telcordia Technologies и BBN Technologies над дальнейшим усовершенствованием системы. Scientists have already received several patents for its development and are now working together with its industrial partners, Telcordia Technologies and BBN Technologies to further improvement of the system.

Известны способы передачи данных по оптическим линиям связи с использованием квантовой криптографии, например: US 20040109564 A1, HIGH-RATE QUANTUM KEY DISTRIBUTION SCHEME RELYING ON CONTINUOSLY PHASE AND AMPLITUDE-MODULATED COHERENT LIGH PULSES, Cerf et al., в котором для передачи секретной информации используют квантовый канал связи, а для обмена служебными данными используют открытый общедоступный канал связи. Known methods of data transmission through optical communication lines using the quantum cryptography, for example:. US 20040109564 A1, HIGH-RATE QUANTUM KEY DISTRIBUTION SCHEME RELYING ON CONTINUOSLY PHASE AND AMPLITUDE-MODULATED COHERENT LIGH PULSES, Cerf et al, in which to transmit secret information using a quantum communications channel, and to exchange service data using a public communication channel open. Однако скорость передачи квантового канала остается низкой, а тестовые испытания передачи секретного ключа была около 1,7 Мбит/с. However quantum channel transmission rate is low, and the test secret key transmission test was about 1.7 Mbit / s. Система уязвима для дешифровки информации при перехвате секретного ключа. The system is vulnerable to interception of the decryption information at secret key.

Существует система для передачи оптических данных с квантовым кодированием сигнала: US 2009268901 (Al), CONTINUOUS VARIABLE QUANTUM ENCRYPTION KEY DISTRIBUTION SYSTEM, Lodewyck et al., которая была предложена с целью обеспечить максимальную совместимость с уже имеющимися протяженными оптическими линиями связи. There is a system for transmitting an optical data signal encoding with quantum: US 2009268901 (Al), CONTINUOUS VARIABLE QUANTUM ENCRYPTION KEY DISTRIBUTION SYSTEM, Lodewyck et al, which was proposed in order to ensure maximum compatibility with existing optical communication lines extended.. Однако поскольку линия связи протяженная, то для борьбы с квантовым шумом и прохождения по ней последовательности фотонных импульсов приходится увеличивать их число, т.е. However, since the communication line is extended, the quantum to combat noise and passing through it photonic pulse sequences have to increase their number, i.e. мощность света из-за потерь в линии на принимающей стороне, точнее - увеличивать соотношение сигнал-шум (OSNR). light power due to losses in the lines at the receiving side, more precisely - to increase the signal to noise ratio (OSNR). Это приводит к тому, что в области передающего устройства, в линии имеется достаточно большой сигнал, чтобы часть его могла быть ответвлена для прослушивающего устройства. This leads to the fact that in the transmitting device has a sufficiently high signal on the line to its part may be branched off to a listening device. А значит потенциально возможен несанкционированный доступ к информации. So potentially possible unauthorized access to information. Кроме того, задача подслушивающей стороны значительно облегчается, поскольку передача данных с использованием законов квантовой механики для счетного числа фотонов происходит на низких частотах. In addition, the task is greatly facilitated eavesdropping hand, since the data transmission using the laws of quantum mechanics for counting the number of photons occurs at low frequencies.

Существуют оптические линии связи, обеспечивающие безошибочную передачу данных между двумя сторонами. There optic communication lines to ensure error-free data transmission between the two sides. Их цель безошибочно передать кодированную информацию, например: WO 2007035599 (А2), METHOD AND SYSTEM FOR CONTROL LOOP RESPONSE TIME OPTIMIZATION, Fedyakin et al. Their purpose is to convey coded information correctly, for example: WO 2007035599 (A2), METHOD AND SYSTEM FOR CONTROL LOOP RESPONSE TIME OPTIMIZATION, Fedyakin et al. Для этого используют избыточное кодирование, FEC-кодирование (Forward Error Correction) и согласованную настройку оптического передатчика и приемника для уверенного безошибочного приема и FEC-декодирование сигнала. For this purpose use redundant coding, FEC-coding (Forward Error Correction) and consistent configuration of the optical transmitter and receiver for reliable error free reception and FEC-decoding signal. Уверенный прием данных создает благоприятные условия и для перехвата информации при несанкционированном подключении к волоконной линии связи. Reliable reception of data and creates favorable conditions for interception of information by unauthorized connection to the fiber link. В такой линии связи возможен перехват данных. In such a possible link data interception.

Существует способ когерентной передачи данных OPTICAL ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION DEMULTIPLEXED COMMUNICATIONS WITH COHERENT DETECTION, US 20080159758 Al, Shpantzer et al., в котором используют когерентное детектирование сигнала на принимающей стороне. There is a method for coherent transmission OPTICAL ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION DEMULTIPLEXED COMMUNICATIONS WITH COHERENT DETECTION, US 20080159758 Al, Shpantzer et al., Which uses a coherent detection of the signal at the receiving side. Когерентность в приеме данных означает, что в оптическом приемнике регистрируется не только амплитуда входного сигнала, но и фаза. Coherence in data reception means in the optical receiver is recorded not only the input signal amplitude, but also the phase. Когерентный прием осуществляется за счет смешивания принимаемого сигнала с излучением дополнительного лазера, находящегося в приемнике. Coherent detection is carried out by mixing the received signal with an additional laser radiation present in the receiver. Этот лазер играет роль локального осциллятора. This laser acts as a local oscillator. На фотоприемнике выделяются компоненты, пропорциональные квадрату модуля оптического поля принимаемого сигнала и локального осциллятора. On photodetector allocated components proportional to the square of the module of the optical field of the received signal and the local oscillator. Они разделяются электроникой. They are separated by electronics. Информация о фазе содержится в интерференционном слагаемом, образуемым произведением полей сигнала и осциллятора. Phase information contained in the interference term formed by the product of the signal field and the oscillator. Для увеличения суммарной скорости передачи данных используют ортогонально поляризованный оптический сигнал, а для устойчивой передачи данных применяют метод коррекции ошибок. To increase the overall data rate is used orthogonally polarized optical signal and error correction method used for stable data transmission. Уровень передаваемого оптического сигнала таким способом достаточно высок, чтобы обеспечить максимальную достоверность данных и при возникновении случайных потерь до 1 дБ система будет успешно функционировать и, следовательно, несанкционированное вмешательство в линию не будет замечено. The transmitted optical signal in such a manner sufficiently high to ensure maximum reliability of the data and in the event of accidental loss of 1 dB system will operate successfully and, therefore, unauthorized interference in the line will not be noticed. Это и означает, что создаются благоприятные условия для уверенного приема данных как на принимающей стороне, так и для подслушивающей стороны. This means that there are favorable conditions for the reliable reception of data both on the receiving side, and for eavesdropping parties. В этом и состоит главный недостаток предложенного способа. This is the main drawback of the proposed method.

Приведенные выше системы передачи данных работают в режиме счета отдельных фотонов и, как следствие, не могут работать со скоростями выше 1Гбит/с. The above data transfer system operating in single photon counting mode and, consequently, can not operate at rates above 1 Gbit / s. Указанных выше недостатков лишена предлагаемая ниже волоконно-оптическая линия связи повышенной секретности за счет отказа от режима счета отдельных фотонов и настройки системы на максимальную частоту передачи данных до 100 Гбит/с и выше. Devoid of the above drawbacks of the following suggested fiber-optic communication line raised privacy by eliminating the regime of accounts of individual photons, and system settings for maximum data transfer rates up to 100 Gbit / s and above. При этом мощность передающего устройства выбирается минимальной, при которой мощность, приходящаяся на 1 бит информации соизмерима с уровнем квантового шума в линии в соответствующей скорости передачи полосе частот. The power transmitting device selects the minimum at which the power per one bit of information is commensurate with the level of the quantum noise in the transmission line in the corresponding frequency band speed.

Описание изобретения Description of the invention

Цель настоящего изобретения - предложить высокоскоростную волоконно-оптическую линию связи повышенной устойчивости к прослушиванию, работающую на предельно низком уровне оптической мощности сигнала, соизмеримом с фоном квантовых шумов в волоконной линии, с защитой информации криптографическим алгоритмом шифрования, который удовлетворяет лавинному критерию (Термин введен Фейстелем [3]) при использовании избыточного кодирования и декодирования сигнала. The purpose of the present invention - to offer high-speed fiber-optic communication line increased resistance to listening operating at extremely low optical power level signal commensurate with the background of the quantum noise in the fiber line, the protection of information cryptographic encryption algorithm that satisfies the avalanche criterion (term introduced Feistel [ 3]) using redundant coding and decoding.

Оптическая система передачи данных показана на Фиг.1. The optical transmission system shown in Figure 1. Данные информационного пакета 1 поступают на вход кодирующего устройства 2 (криптосистемы), которая осуществляет шифрование (криптографическое преобразование данных на основе лавинного алгоритма и ключа). The data information pack 1 are input to encoder 2 (cryptosystem) which performs encryption (cryptographic transformation of data based on avalanche algorithm and key). Далее вводится помехоустойчивое избыточное кодирование данных - так называемое FEC-кодирование (Forward Error Correction) с помощью FEC- кодирующего устройства 3. Затем сигнал передается в волоконную линию связи при помощи оптического передатчика 4, например, полупроводникового DFB лазерного диода, с узкой спектральной линией. Further excess is introduced noiseless coding of data - the so-called FEC-coding (Forward Error Correction) with the FEC- via the encoder 3. The signal is then transferred into a fiber link using an optical transmitter 4, for example, DFB semiconductor laser diodes with a narrow spectral line. Необходимая оптическая мощность устанавливается перестраиваемым оптическим аттенюатором 5 (VOA). The required optical power is set by a tunable optical attenuator 5 (VOA). На приемной стороне оптический сигнал, передаваемый по оптическому волокну 6, усиливается, например, эрбиевым волоконным усилителем 7 (EDFA). At the receiving side optical signal transmitted through the optical fiber 6, is amplified, e.g., 7 erbium fiber amplifier (EDFA). На выходе усилителя устанавливается узкополосный оптический фильтр 8, выделяющий спектр передаваемого сигнала и отсеивающий паразитную спонтанную суперлюминесценцию с выхода EDFA. At the output of the amplifier is set narrow band optical filter 8, releasing the spectrum of the transmitted signal and sieve parasitic spontaneous superluminescence with EDFA output. После фильтра оптический сигнал регистрируется фотоприемным устройством 9 - фотоэлектронным преобразователем и поступает на вход FEC-декодирующего устройства 10. Далее данные дешифрируются на дешифрирующем устройстве 11, и на его выходе получаем восстановленный информационный сигнал 12. After the filter the optical signal is detected photodetecting device 9 - a photoelectric converter and the input to FEC-decoder 10. Further, the data deciphered is decoded in the device 11, and its output is the recovered information signal 12.

Принцип работы Principle of operation

Повышенные секретные условия передачи кодированной информации обеспечиваются за счет выбора режима работы оптической системы вблизи уровня собственных квантовых шумов. Elevated secret coded information transfer conditions are ensured by the choice of mode of operation of the optical system near the level of intrinsic quantum noise. Любое внешнее воздействие на оптический тракт с целью получения доступа к передаваемой информации приводит к ослаблению уровня мощности на входе оптического усилителя принимающей стороны, следовательно, ухудшается оптическое отношение сигнал/шум (OSNR) и возникают ошибки в принимаемых данных. Any external influence on an optical path to gain access to transmitted information leads to a weakening of the power level at the input of the optical amplifier is a receiving side, thus deteriorating the optical signal / noise ratio (OSNR) and errors occur in the received data. При использовании шифрования с криптографическим алгоритмом, который удовлетворяет лавинному критерию, наличие хотя бы одной ошибки в информационном пакете делает невозможным его дешифрирование принимающей стороной. If you are using encryption with a cryptographic algorithm that satisfies the avalanche criterion, the presence of at least one error in the information package makes it impossible to decrypt the receiving party. Следовательно, будет установлен вероятный факт постороннего вмешательства в секретную линию связи. Therefore, likely to be installed outside interference in fact a secret link. С другой стороны, если уровень оптической мощности, ответвляемой злоумышленником мал на любом участке линии, то это действие: On the other hand, if the level of optical power branching on any intruder small line section, the action:

1 - не приведет к прекращению передачи по основному тракту, 1 - will not lead to the cessation of the transmission of the main path,

2 - ввиду малости уровня ответвленной мощности, ее будет абсолютно недостаточно для дешифровки сигнала злоумышленником. 2 - view of the smallness of the level of the branched capacity, it is absolutely insufficient for decoding the signal over an.

Очевидно, что чем меньше оптические потери в линии, тем лучше она защищена от прослушивания и тем легче установить факт вмешательства по падению уровня сигнала на принимающей стороне. Obviously, the smaller the optical loss in the line, the better it is protected from eavesdropping and the easier it is to establish the fact of interference signal level to drop on the receiving side.

Использование дополнительного FEC (EFEC) кодирования обусловлено по следующим причинам. Using additional FEC (EFEC) coding due to the following reasons. Как показано на Фиг.2 [4], для скорости передачи 2,5 Гбит/с при одинаковом уровне ошибок (BER) EFEC-кодирование (Enhanced FEC) дает выигрыш примерно на 8,5 дБ по чувствительности приемника по сравнению с системой без избыточного кодирования (кривая 21 получена без избыточного кодирования, кривая 22 получена с избыточным EFEC-кодированием). As shown in Figure 2 [4] for the transmission rate 2.5 Gbit / s for the same error level (BER) EFEC-coding (Enhanced FEC) provides a gain of about 8.5 dB in receiver sensitivity compared with a system without excess coding (curve 21 obtained without redundant coding, the curve 22 is obtained with an excess EFEC-coding). Таким образом, за счет этого можно уменьшить оптическую мощность на приемнике, что повышает безопасность системы и делает ее секретной. Thus, due to this you can reduce the optical power at the receiver, which increases the security of the system and make it confidential. Заметим, что зависимость BER от OSNR имеет большую крутизну в случае EFEC по сравнению с FEC. Note that the dependence of the BER on OSNR has a greater slope in the case EFEC compared with the FEC. Это приводит к тому, что при очень небольшом уменьшении оптической мощности на приемнике (например, на 0,5 дБ в области OSNR=1,5 дБ) происходит резкое увеличение вероятности возникновения ошибок (с 10 -13 до 10 -4 ). This leads to the fact that with a very small decrease in the optical power at the receiver (e.g., 1.5 dB = 0.5 dB in the OSNR) is a sharp increase in the probability of occurrence of errors (from 10 -13 to 10 -4).

Настройка оптической мощности на входе оптического усилителя 7, Фиг.1, принимающей стороны осуществляется на передающей стороне за счет перестраиваемого оптического аттенюатора 5. Рабочая точка по оси OSNR выбирается вблизи значения 1,5 дБ, что гарантирует практически безошибочную работу системы в нормальном (без внешнего вмешательства) состоянии. Setting the optical power at the input of an optical amplifier 7, 1, the receiving side is carried out on the transmission side due to the tunable optical attenuator 5. The operating point of OSNR axis is chosen near the value 1.5 dB, which guarantees virtually error-free operation of the system in the normal (non- intervention) state. Внешнее воздействие на тракт передачи, приводящее к дополнительным потерям -0,5 дБ OSNR сопровождается резким увеличением вероятности ошибок до 10 -8 (Фиг.2). External influence on the transmission path, which leads to additional losses -0.5 dB OSNR accompanied by a sharp increase in error probability of 10 -8 (2). Еще большие потери, -1.0 дБ OSNR, поднимают ошибки до уровня более чем 10 -3 . Even greater loss of -1.0 dB OSNR, an error is raised to a level of more than 10 -3. Таким образом, система чрезвычайно чувствительна к внешнему вмешательству в оптическую линию, вызывающему дополнительные потери оптической мощности, и, следовательно, резкое возрастание некорректируемых системой резервирования ошибок. Thus, the system is extremely sensitive to outside interference in the optical line, leading to additional loss of optical power, and, therefore, a sharp increase in uncorrectable errors Backup system. А потеря хотя бы одного бита передаваемого зашифрованного пакета при лавинном алгоритме кодирования влечет полную потерю секретных данных, что само по себе для принимающей стороны является сигналом о вмешательстве и об этом ставится в известность передающая сторона. A loss of at least one bit of the transmitted encrypted packet avalanche encoding algorithm involves complete loss of sensitive data, which in itself for the host country is a signal to intervene and this is made known to the transmitting side. Другими словами, принимающая сторона настроена на предельно низкий уровень сигнала - минимальный OSNR, при котором мощность полезного оптического сигнала соизмерима с оптическим шумом в линии и практически любые непредвиденные потери в линии связи приведут к потере данных и автоматическому прекращению секретной передачи данных до выяснения причины внешнего воздействия. In other words, the receiving side is set to the lowest signal levels - minimal OSNR, wherein power efficiency optical signal commensurate with the optical noise on the line and virtually any unexpected loss in the communication line will lead to data loss and automatic termination secret data to determine the cause of the external action . Длина линии и запас уровня сигнала на приемнике выбираются из условия, чтобы потери в линии на участке от предполагаемого вмешательства до приемника были значительно меньше потерь в ответвленной линии прослушивания. The length of the line and supply the signal level at the receiver are selected such that the losses in the line on the plot of the estimated interference to the receiver were significantly less loss in the branch line listening. Заметим, что ослабление на 1 дБ в оптическом тракте эквивалентно подключению к нему оптического ответвителя с коэффициентом деления 20/80% (80% - оптический тракт, 20% - прослушивающее устройство). Note that the attenuation of 1 dB in the optical path is equivalent to the connection thereto of an optical coupler with dividing ratio 20/80% (80% - optical path 20% - listening device). Изменяя размер пакета данных, которые подвергаются криптографическому преобразованию, можно регулировать предельный уровень ошибок, при котором возможно восстановление данных. By varying the size of the data packet are subjected to cryptographic transformation can be adjusted threshold level of errors for which data restoration is possible. Например, при увеличении размера пакета от 1 Кбит до 1 Мбит критический BER пропорционально уменьшается от 10 -3 до 10 -6 . For example, increasing the packet size of 1 Kbps to 1 Mbps critical BER decreases proportionally from 10 -3 to 10 -6.

На Фиг.3 показана схема организации двунаправленной линии передачи, в которой передатчики и приемники выполнены по аналогии с системой, приведенной на Фиг.1. 3 shows a scheme of a bidirectional transmission line, in which the transmitters and receivers are made by analogy with the system shown in Figure 1.

При возникновении критического уровня ошибок передачи информации в одной из двух линий связи (Фиг.3) в направлении 31-32, при которых криптографическое восстановление данных невозможно из-за вмешательства ответвителя 34 для прослушивания устройством 37, в обратном направлении 31′-32′ по другой линии посылается соответствующий служебный сигнал, информирующий о срыве передачи. At 31-32 in the direction in which the cryptographic data recovery is impossible due to interference of the coupler 34 to the listening device 37, in the opposite direction 31'-32 'occurs critical level information of transmission errors in one of the two links (3) on the other line is sent to the appropriate service signal, informing about the failure of the transmission. Передатчик 31 прекращает трансляцию данных и начинает передавать только служебный сигнал, необходимый для поиска причин возникновения ошибок. The transmitter 31 terminates the data broadcast starts and only transmit a service signal necessary to find the causes of errors.

Для увеличения скорости передачи данных оптическая линия может быть организована с использованием как частотного уплотнения каналов, так и с использованием ортогонально поляризованных оптических сигналов. To increase the data rate of the optical line may be organized using either frequency division multiplexing or using orthogonal polarized optical signals. Когерентный прием оптических сигналов позволяет минимизировать оптические шумы при детектировании сигнала на принимающей стороне, а следовательно, в сочетании с методом коррекции ошибок дает возможность уменьшить мощность передатчика до предельно возможной, соизмеримой с уровнем собственных оптических шумов поляризованного излучения в волокне: Coherent reception of optical signals to minimize noise during detection of optical signal at the receiving side, and consequently, in combination with an error correction method makes it possible to reduce transmitter power to the maximum possible, commensurate with the level of intrinsic optical noise polarized radiation in the fiber:

~ 1 фотон/с в полосе частот 1 Гц - 1 с -1 ·Гц -1/2 . ~ 1 photon / sec in the frequency band of 1 Hz - 1 s -1 · Hz -1/2. Для передачи оптического сигнала на длине волны 1550 нм, это соответствует энергии 1 фотона 1,25·10 -19 Дж. При скорости передачи 100 Гбит/с квантовая мощность шума составляет величину около 10 -8 Вт. To transmit an optical signal at a wavelength of 1550 nm, this corresponds to an energy of 1 photon of 1.25 × 10 -19 J. When the transmission speed of 100 Gbit / s quantum noise power value is about 10 -8 watts.

Достоинства dignity

В отличие от существующих оптических систем квантовой криптографии предложенная модель может работать как на низких, так и на больших скоростях передачи вплоть до 100 Гбит/с и выше. Unlike existing optical quantum cryptography systems proposed model can operate both at low and at high transfer speeds of up to 100 Gbit / s and above.

Система позволяет осуществлять контроль несанкционированного доступа по различным параметрам: The system allows you to control unauthorized access by various parameters:

- Измерение уровня оптической мощности на выходе линии. - measurement of the optical power level at the output line.

- Контроль уровня загрузки FEC (количество ошибок, исправляемых за счет избыточного кодирования). - Control FEC load level (the number of errors corrected at the expense of redundant coding).

- Контроль количества потерянных пакетов информации при криптографическом декодировании, ключ для расшифровки криптографического пакета может передаваться совместно с самим пакетом и меняться от пакета к пакету. - Control of the number of lost packets of information in the cryptographic decoding key to decrypt the cryptographic packet can be transmitted together with the package itself and vary from packet to packet. В данном случае отпадает необходимость в дополнительном канале передачи ключа. In this case there is no need for an additional transmission channel key. Потеря любого бита как в ключе, так и в самом пакете приводит к невозможности восстановления передаваемой информации. The loss of any bit in the vein, and in the package results in the inability to recover the transmitted information.

- При двунаправленной передаче возможно введение в сигнал специальных импульсов - меток времени для калибровки времени пролета участка связи. - When bidirectional communication is possible to introduce a special signal pulse - to calibrate the timestamp time span connection portion. Приняв от отправителя пакет информации и метку времени, получатель возвращает ответ о получении и саму метку в сторону отправителя. Having received from the sender's information package and timestamp, the receiver returns a response to the receipt and label itself towards the sender. Отправитель измеряет задержку по времени между отправлением и получением метки. The sender measures the time delay between sending and receiving the tags. Эта задержка фиксируется при вводе системы в эксплуатацию и при возникновении отклонения этого параметра прекращает передачу закрытой информации. This delay is fixed when the system is commissioned and in the event of deviation of this parameter stops transmitting sensitive information.

Канал передачи может осуществляться по любому оптическому волокну, как изотропному, так и анизотропному с использованием когерентного детектирования сигнала. The transmission channel can be implemented on any optical fiber as isotropic and anisotropic using coherent signal detection. Защиту и повышенную секретность линии обеспечивает на «физическом уровне» применение микроструктурного волокна, которое образует волноводный канал передачи оптического сигнала существенно основанный на квантомеханических принципах. Enhanced secrecy protection and provides on line "physical level" application of microstructured fiber that forms the optical waveguide significantly transmission channel based on quantum-mechanical principles. Вмешательство в такой канал неминуемо приведет к значительным потерям оптической мощности. Interference in such a channel would inevitably lead to significant loss of optical power. Использование микроструктурного волокна позволит оптимизировать условия прохождения излучения по волоконной линии, снизить потери и повысить ее защищенность от несанкционированного доступа. Using the microstructure fiber allows to optimize conditions for the passage of radiation of a fiber line, reduce losses and improve its protection from unauthorized access.

Таким образом, в настоящем изобретении предлагаются: Thus, the present invention provides:

1. Способ обмена шифрованными данными по двунаправленной волоконно-оптической линии связи с коррекцией ошибок и аттенюацией передаваемого в каждом направлении оптического сигнала и усиливаемого на принимающей стороне с последующей узкополосной фильтрацией, и характеризующийся тем, что: 1. A method for exchanging encrypted data on a bidirectional fiber-optic link with error correction and transmission attenuation in each direction of the optical signal and amplified on the receiving side, followed by narrowband filtering, and characterized in that:

- уровень принимаемой мощности оптического сигнала в линии связи контролируют и выбирают предельно низким, соизмеримым с уровнем оптических квантовых шумов на принимающей стороне и таким, при котором еще возможно восстановить потерянные биты информации при минимизации оптических потерь в оптической линии, - the level of the received optical signal power in the communication line control and the selected lower limit commensurate with the optical quantum noise level on the receiving side and one in which still possible to recover the lost bits of information while minimizing the optical loss in the optical link,

- ключ для дешифровки пакета битовых данных содержится в самом пакете и может изменяться от пакета к пакету, - the key to decrypt the bit data packet is contained in the package and may vary from packet to packet,

- криптографический алгоритм, который удовлетворяет лавинному критерию, выбирают таким образом, чтобы при потере хотя бы одного любого бита из пакета данных дешифровка была невозможной, - a cryptographic algorithm that satisfies the avalanche criterion, is selected so that the loss of even one bit of each data packet decryption was not possible,

- оптическая линия связи отличается повышенной устойчивостью к несанкционированному прослушиванию за счет передачи данных на предельно высокой скорости в сочетании с предельно низкой мощностью сигнала передающей стороны, - optical communication line has high resistance to unauthorized interception of data transmission due to extremely high speeds in combination with very low power signal transmitting side,

в котором: wherein:

- передачу шифрованных данных прекращают при падении уровня принимаемого после усиления сигнала на величину в пределах: от 0,2 дБ до 0,7 дБ по уровню OSNR; - transmitting the encrypted data is stopped at the fall of the level of the received signal after amplification by an amount in the range from 0.2 dB to 0.7 dB on the level of OSNR;

- передачу шифрованных данных прекращают при превышении допустимого уровня корректируемых ошибок; - stop the transmission of encrypted data in excess of the permissible level of correctable errors;

- передачу шифрованных данных прекращают при непредвиденном изменении времени пролета линии связи; - the transmission of encrypted data is stopped at an unexpected change in the transit time of the link;

- передачу осуществляют по изотропному или анизотропному, или микроструктурному оптическому волокну, или их комбинации; - transmission is carried out by isotropic or anisotropic, or microstructural optical fiber, or combinations thereof;

- скорость передачи выбирается максимально высокой вплоть до 100 Гбит/с и выше в линии протяженностью до 50 км; - transmission speed is selected as high as possible up to 100 Gbit / s and higher in the line length up to 50 km;

- осуществляют когерентный прием оптического сигнала. - carry out coherent reception of an optical signal.

2. Волоконно-оптическая линия связи с шифрованием данных в двух направлениях с коррекцией ошибок, содержащая для каждого направления последовательно включенные оптические: 2. Fiber-optic communication line with data encryption in both directions with error correction, comprising in each direction linking of optical:

- передатчик с аттенюатором, - Transmitter with attenuator

- принимающий оптический усилитель, - receiving an optical amplifier,

- фотоэлектронный преобразователь с входным узкополосным фильтром, - photoelectric converter with an input narrow-band filter,

и характеризуемая тем, что повышенная секретность линии связи достигается в результате того, что: and characterized in that the raised line communication secrecy is achieved due to the fact that:

- уровень принимаемой мощности оптического сигнала в линии связи контролируют и выбирают предельно низким, соизмеримым с уровнем собственных квантовых шумов и таким, при котором еще возможно восстановить потерянные биты информации, - the level of the received optical signal power in the communication line control and the selected extremely low, commensurate with its own quantum noise level and thus for which is still possible to recover lost data bits,

- ключ для дешифровки пакета битовых данных содержится в самом пакете и может изменяться от пакета к пакету, - the key to decrypt the bit data packet is contained in the package and may vary from packet to packet,

- криптографический алгоритм, который удовлетворяет лавинному критерию, выбирают таким образом, чтобы при потере хотя бы одного любого бита из пакета данных дешифровка была невозможной, - a cryptographic algorithm that satisfies the avalanche criterion, is selected so that the loss of even one bit of each data packet decryption was not possible,

- оптическая линия отличается повышенной устойчивостью к несанкционированному прослушиванию за счет передачи данных на предельно высокой скорости в сочетании с предельно низкой мощностью сигнала передающей стороны, - optical line has high resistance to unauthorized interception of data transmission due to extremely high speeds in combination with very low power signal transmitting side,

в которой: wherein:

- передачу шифрованных данных прекращают при падении уровня сигнала на входе оптического приемника на величину в пределах: от 0,2 дБ до 0,7 дБ по уровню OSNR, - transmitting the encrypted data is stopped at the fall of the signal level at the input of the optical receiver by an amount in the range from 0.2 dB to 0.7 dB on the level of OSNR,

- передачу шифрованных данных прекращают при превышении допустимого уровня корректируемых ошибок, - stop the transmission of encrypted data in excess of the permissible level of correctable errors,

- передачу шифрованных данных прекращают при непредвиденном изменении времени пролета линии связи, - the transmission of encrypted data is stopped at an unexpected time change link span

- передачу осуществляют по изотропному или анизотропному, или микроструктурному оптическому волокну, или их комбинации, - transmission is carried out by isotropic or anisotropic, or microstructural optical fiber, or combinations thereof,

- скорость передачи выбирают максимально высокой вплоть до 100 Гбит/с и выше в линии протяженностью до 50 км, - transmission speed is selected as high as possible up to 100 Gbit / s and higher in the line length of 50 km,

- фотоэлектронный преобразователь осуществляет когерентное преобразование оптического сигнала. - photoelectric converter performs conversion of coherent optical signal.

Краткое описание чертежей BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS

Фиг.1. 1. Схема передачи данных в оптической линии связи. Driving data transmission in optical communication lines.

1 - передаваемые нешифрованные данные, 1 - transmitted unencrypted data

2 - устройство шифрования, шифратор (криптограф), 2 - the encryption device, encoder (cryptographer)

3 - устройство избыточного кодирования (FEC-кодирующее устройство), 3 - redundant coding device (FEC-encoder)

4 - оптический передатчик (DFB лазерный диод), 4 - an optical transmitter (DFB laser diode)

5 - оптический аттенюатор (VOA), 5 - an optical attenuator (VOA),

6 - оптическое волокно одноволоконной линии связи, 6 - monofilament optical fiber link,

7 - оптический усилитель, 7 - an optical amplifier,

8 - оптический узкополосный фильтр, 8 - an optical narrow-band filter,

9 - фотоэлектронный преобразователь, 9 - photoelectric converter,

10 - устройство избыточного декодирования, FEC-декодер, 10 - redundant decoder, FEC-decoder

11 - устройство дешифрования, дешифратор, 11 - decryption device, the decoder,

12 - принятые дешифрованные данные. 12 - received decrypted data.

Фиг.2. 2. Зависимость уровня ошибок (BER) от оптического отношения сигнал/шум (OSNR). The dependence of the error rate (BER) of the optical signal / noise ratio (OSNR).

21 - кривая уровня ошибок (BER) в отсутствии избыточного кодирования, 21 - curve error rate (BER) in the absence of redundant coding,

22 - кривая уровня ошибок (BER) при наличии избыточного кодирования, EFEC-кодирование (Enhanced FEC). 22 - curve error rate (BER) in the presence of redundant coding, EFEC-coding (Enhanced FEC).

Фиг.3. 3. Схема двунаправленной линии связи с ответвлением для прослушивания. Scheme bidirectional link with a branch for listening.

31, 31′ - передаваемые нешифрованные данные, 31, 31 '- transmitted unencrypted data

36, 36′ - оптическое волокно линии связи, 36, 36 '- the optical fiber link,

32, 32′ - принятые дешифрованные данные, 32, 32 '- adopted by the decrypted data,

33, 33′ - передающее устройство, 33, 33 '- the transmitting device,

34 - оптический ответвитель, 34 - Optical coupler,

35, 35′ - принимающее устройство, фотоэлектронный преобразователь с входным узкополосным фильтром, 35, 35 '- the receiving device, photoelectric converter with the input narrow-band filter,

36 - оптическое волокно прослушивающего устройства, 36 - optical fiber listening device,

37 - прослушивающее устройство. 37 - listening device.

Осуществление изобретения EMBODIMENTS

Для осуществления изобретения может быть использовано стандартное 5 телекоммуникационное оборудование. 5 standard telecommunications equipment can be used to implement the invention. В соответствии с Фиг.3 передающую систему настраивают на рабочую точку OSNR=l,5 дБ. According to Figure 3 the transmitting system is tuned to the operating point of OSNR = l, 5 dB. Размер криптографического пакета выбирают 1 Мбит. Size cryptographic package purchased 1 Mbps. Пороговый BER, при котором еще возможно восстановление зашифрованной информации на принимающей стороне, будет в данном случае 10 -6 . The threshold BER, at which still possible to recover the encrypted information at the receiving side will in this case 10 -6. Допустимое изменение OSNR, согласно Фиг.2, не должно 10 превышать 0,5 дБ. The allowable change OSNR, according to Figure 2, should not exceed 10 dB 0.5. Это эквивалентно подключению к волокну линии оптического ответвителя 11/89 или же с меньшим коэффициентом ответвления. This is equivalent to the connection to the fiber optic coupler lines 11/89 or smaller branching ratio. При подключении ответвителя для прослушивания с большим коэффициентом отвлетвления происходит потеря данных на принимающей стороне и передающая система прекращает передачу закрытой информации. When you connect the coupler to listen with great otvletvleniya coefficient data loss occurs on the receiving side and the transmission system stops the transmission of classified information.

Оптическая мощность на ответвлении (Фиг.3) в направлении прослушивающего устройства (17) Р 17 будет в 89/11 ~ 8,1 раз, или на 9,1 дБ меньше, чем оптическая мощность в линии после ответвителя. The optical power on the branch (3) towards the listening device (17) R 17 is a 89/11 ~ 8.1 times, or 9.1 dB less than the optical power downstream of the coupler. Тогда получаем: Р 17 <P 15 +αL - 9,1, где P 15 - мощность на приемнике (35), α - коэффициент потерь волокна, стандартные потери волокна G.652: α = 0,2 дБ/км, L - длина линии от точки прослушивания до приемника (35). Then we obtain: P 17 <P 15 + αL - 9,1, 15 where P - power in the receiver (35), α - fiber loss coefficient, standard fiber loss G.652: α = 0,2 dB / km, L - line length from the listening point to the receiver (35). Предполагаем, что предельная чувствительность принимающей аппаратуры на прослушивающей линии такая же как и в секретной, т.е. We assume that the maximum sensitivity of receiving equipment on the listening on the line is the same as in secret, ie мощностей Р 17 = P 15 . capacity P 17 = P 15. Тогда получаем: L < 9,1/α ~ 45 км, становится невозможным несанкционированный отбор передаваемых данных в линии до 45 км. Then we get: L <9,1 / α ~ 45 km, it is impossible to siphoning off data transmission line of 45 km. При необходимости проектирования защищенной линии большей длины она разбивается на несколько участков по 45 км с регенерацией передаваемых данных. If necessary, design a secure line of greater length is divided into several sections of 45 km with regeneration of the transmitted data.

Промышленная применимость industrial applicability

Изобретение может быть использовано в волоконно-оптических линиях связи повышенной секретности протяженностью до 50 км для передачи кодированной информации с криптографическим алгоритмом, который удовлетворяет лавинному 5 критерию. The invention may be used in fiber-optic communication lines high secrecy of up to 50 km for transmitting the encoded information to the cryptographic algorithm that satisfies 5 avalanche criterion.

Литература Literature

[1]. [one]. GABarbosa, Е.Corndorf, P.Kumar and Н.P.Yuen ″Secure communicationusing mesoscopic coherent states″, Physical Review Letters, Vol.90, No. GABarbosa, E.Corndorf, P.Kumar and N.P.Yuen "Secure communicationusing mesoscopic coherent states", Physical Review Letters, Vol.90, No. 22, 227901 (2003). 22, 227901 (2003).

[2]. [2]. E.Corndorf, C.Liang, GSKanter, P.Kumar and HPYuen ″Quantum - noiserandomized data -encryption for WDM fiber -optic networks″, Physical Review A. 2005. E.Corndorf, C.Liang, GSKanter, P.Kumar and HPYuen "Quantum - noiserandomized data -encryption for WDM fiber -optic networks", Physical Review A. 2005.

[3]. [3]. Horst Feistel, ″Cryptography and Computer Privacy.″ Scientific American, Vol.228, No. Horst Feistel, "Cryptography and Computer Privacy." Scientific American, Vol.228, No. 5, 1973. 5, 1973.

[4]. [four]. TELECOMMUNICATION STANDARDIZATION SECTOR OF ITU G.975.1 (02/2004) Forward error correction for high bit-rate DWDM submarine systems. TELECOMMUNICATION STANDARDIZATION SECTOR OF ITU G.975.1 (02/2004) Forward error correction for high bit-rate DWDM submarine systems.

Claims (14)

1. Способ обмена шифрованными данными по двунаправленной оптической линии связи с коррекцией ошибок и аттенюацией передаваемого в каждом направлении оптического сигнала и усиливаемого на принимающей стороне с последующей узкополосной фильтрацией, 1. A method for exchanging encrypted data on a bidirectional optical communication line of the error correction and transmission attenuation in each direction of the optical signal and amplified on the receiving side, followed by narrowband filtering,
характеризующийся тем, что: characterized in that:
- уровень принимаемой мощности оптического сигнала в линии связи контролируют и согласуют с передающей стороной, выбирая его предельно низким, соизмеримым с уровнем оптических квантовых шумов на принимающей стороне и таким, при котором еще возможно восстановить потерянные биты информации при минимизации оптических потерь в оптической линии, - the level of the received optical signal power in the communication line control and coordinate with the transmitting side selecting its extremely low level commensurate with the optical quantum noise on the receiving side and one in which still possible to recover the lost bits of information while minimizing the optical loss in the optical link,
- ключ для дешифровки пакета битовых данных содержится в самом пакете и может изменяться от пакета к пакету, - the key to decrypt the bit data packet is contained in the package and may vary from packet to packet,
- криптографический алгоритм, который удовлетворяет лавинному критерию, выбирают таким образом, чтобы при потере хотя бы одного любого бита из пакета данных дешифровка была невозможной, - a cryptographic algorithm that satisfies the avalanche criterion, is selected so that the loss of even one bit of each data packet decryption was not possible,
- оптическая линия связи отличается повышенной устойчивостью к несанкционированному прослушиванию за счет передачи данных на предельно высокой скорости в сочетании с предельно низкой мощностью сигнала передающей стороны. - optical communication line has high resistance to unauthorized interception by transmitting data at extremely high speed in combination with extremely low power transmission-side signal.
2. Способ по п.1, в котором передачу шифрованных данных прекращают при падении уровня принимаемого после усиления сигнала на величину в пределах: от 0,2 дБ до 0,7 дБ. 2. The method of claim 1, wherein the transmission of encrypted data is stopped at the fall of the level of the received signal after amplification by an amount in the range from 0.2 dB to 0.7 dB.
3. Способ по п.1, в котором передачу шифрованных данных прекращают при превышении допустимого уровня корректируемых ошибок. 3. The method of claim 1, wherein the transmission of encrypted data is stopped when exceeding the permissible level of correctable errors.
4. Способ по п.1, в котором передачу шифрованных данных прекращают при непредвиденном изменении времени пролета линии связи. 4. The method of claim 1, wherein the transmission of encrypted data is stopped at an unexpected time change link span.
5. Способ по п.1, в котором передачу осуществляют по изотропному, или анизотропному, или микроструктурному оптическому волокну, или их комбинации. 5. The method of claim 1, wherein the transmission is carried out by isotropic or anisotropic, or microstructural optical fiber, or combinations thereof.
6. Способ по п.1, в котором скорость передачи выбирается максимально высокой вплоть до 100 Гбит/с и выше в линии протяженностью до 50 км. 6. The method of claim 1, wherein the transmission rate is chosen as high as possible up to 100 Gbit / s and higher in the line length of 50 km.
7. Способ по п.6, в котором осуществляют когерентный прием оптического сигнала. 7. The method of claim 6, wherein coherent detection is performed of the optical signal.
8. Оптическая линия связи с шифрованием данных в двух направлениях с коррекцией ошибок, содержащая для каждого направления последовательно включенные оптические: 8. Optical link with encrypted data in two directions with error correction, comprising in each direction linking of optical:
- передатчик с аттенюатором, - Transmitter with attenuator
- принимающий оптический усилитель, - receiving an optical amplifier,
- фотоэлектронный преобразователь с входным узкополосным фильтром, - photoelectric converter with an input narrow-band filter,
и характеризуемая тем, что повышенная устойчивость к несанкционированному доступу к информации в линии связи достигается в результате того, что: and characterized in that the increased resistance to unauthorized access to the information in the communication line is achieved by the fact that:
- уровень принимаемой мощности оптического сигнала в линии связи контролируют и выбирают предельно низким, соизмеримым с уровнем собственных квантовых шумов и таким, при котором еще возможно восстановить потерянные биты информации, - the level of the received optical signal power in the communication line control and the selected extremely low, commensurate with its own quantum noise level and thus for which is still possible to recover lost data bits,
- ключ для дешифровки пакета битовых данных содержится в самом пакете и может изменяться от пакета к пакету, - the key to decrypt the bit data packet is contained in the package and may vary from packet to packet,
- криптографический алгоритм, который удовлетворяет лавинному критерию, выбирают таким образом, чтобы при потере хотя бы одного любого бита из пакета данных дешифровка была невозможной, - a cryptographic algorithm that satisfies the avalanche criterion, is selected so that the loss of even one bit of each data packet decryption was not possible,
- оптическая линия связи отличается повышенной устойчивостью к несанкционированному прослушиванию за счет передачи данных на предельно высокой скорости в сочетании с предельно низкой мощностью сигнала передающей стороны. - optical communication line has high resistance to unauthorized interception by transmitting data at extremely high speed in combination with extremely low power transmission-side signal.
9. Оптическая линия связи по п.8, в которой передачу шифрованных данных прекращают при падении уровня сигнала на входе оптического приемника на величину в пределах: от 0,2 дБ до 0,7 дБ. 9. Optical link according to claim 8, wherein the transmission of encrypted data is stopped at the fall of the signal level at the input of the optical receiver by an amount in the range from 0.2 dB to 0.7 dB.
10. Оптическая линия связи по п.8, в которой передачу шифрованных данных прекращают при превышении допустимого уровня корректируемых ошибок. 10. Optical link according to claim 8, wherein the transmission of encrypted data is stopped when exceeding the permissible level of correctable errors.
11. Оптическая линия связи по п.8, в которой передачу шифрованных данных прекращают при непредвиденном изменении времени пролета линии связи. 11. Optical link according to claim 8, wherein the transmission of encrypted data is stopped at an unexpected time change link span.
12. Оптическая линия связи по п.8, в которой передачу осуществляют по изотропному, или анизотропному, или микроструктурному оптическому волокну, или их комбинации. 12. Optical link according to claim 8, wherein the transmission is carried out by isotropic or anisotropic, or microstructural optical fiber, or combinations thereof.
13. Оптическая линия связи по п.8, в которой скорость передачи выбирают максимально высокой вплоть до 100 Гбит/с и выше в линии протяженностью до 50 км. 13. Optical link according to claim 8, wherein the transmission rate is chosen as high as possible up to 100 Gbit / s and higher in the line length of 50 km.
14. Оптическая линия связи по п.13, в которой фотоэлектронный преобразователь осуществляет когерентное преобразование оптического сигнала. 14. Optical link according to claim 13, wherein the photoelectric converter performs conversion of coherent optical signal.
RU2012149780/08A 2012-11-22 2012-11-22 High-speed optical line protected from eavesdropping by quantum noise RU2520419C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012149780/08A RU2520419C1 (en) 2012-11-22 2012-11-22 High-speed optical line protected from eavesdropping by quantum noise

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012149780/08A RU2520419C1 (en) 2012-11-22 2012-11-22 High-speed optical line protected from eavesdropping by quantum noise

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012149780A RU2012149780A (en) 2014-05-27
RU2520419C1 true RU2520419C1 (en) 2014-06-27

Family

ID=50775174

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012149780/08A RU2520419C1 (en) 2012-11-22 2012-11-22 High-speed optical line protected from eavesdropping by quantum noise

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2520419C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2221341C2 (en) * 2002-01-24 2004-01-10 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Концерн "Системпром" Method for protecting information against unauthorized access in fiber-optic communication lines
US20040109564A1 (en) * 2002-07-05 2004-06-10 Nicolas Cerf High-rate quantum key distribution scheme relying on continuously phase and amplitude-modulated coherent light pulses
RU2236758C1 (en) * 2003-04-14 2004-09-20 Федеральное государственное унитарное предприятие Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт эксперементальной физики Method for detecting attempt of reading information off fiber-optic transmission line using quantum noise
US20090268901A1 (en) * 2004-12-15 2009-10-29 Thales Continuous variable quantum encryption key distribution system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2221341C2 (en) * 2002-01-24 2004-01-10 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Концерн "Системпром" Method for protecting information against unauthorized access in fiber-optic communication lines
US20040109564A1 (en) * 2002-07-05 2004-06-10 Nicolas Cerf High-rate quantum key distribution scheme relying on continuously phase and amplitude-modulated coherent light pulses
RU2236758C1 (en) * 2003-04-14 2004-09-20 Федеральное государственное унитарное предприятие Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт эксперементальной физики Method for detecting attempt of reading information off fiber-optic transmission line using quantum noise
US20090268901A1 (en) * 2004-12-15 2009-10-29 Thales Continuous variable quantum encryption key distribution system

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012149780A (en) 2014-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3756948B2 (en) Key delivery system and method for using the quantum cryptography
Shake Security performance of optical CDMA against eavesdropping
JP3645261B2 (en) Key in a multiple access network using quantum cryptography delivery
US5515438A (en) Quantum key distribution using non-orthogonal macroscopic signals
US7889868B2 (en) Quantum key distribution system
Stucki et al. Long-term performance of the SwissQuantum quantum key distribution network in a field environment
Medard et al. Security issues in all-optical networks
US7864958B2 (en) Quantum key distribution method and apparatus
US8683192B2 (en) Methods and apparatus for use in quantum key distribution
Sasaki et al. Field test of quantum key distribution in the Tokyo QKD Network
US6748083B2 (en) Method and apparatus for free-space quantum key distribution in daylight
Merolla et al. Single-photon interference in sidebands of phase-modulated light for quantum cryptography
US20060059343A1 (en) Key expansion for qkd
US7333611B1 (en) Ultra-secure, ultra-efficient cryptographic system
EP1137220A2 (en) Key agreement method in secure communication system using multiple access method.
US20120195428A1 (en) Quantum key distribution system
Townsend et al. Design of quantum cryptography systems for passive optical networks
Buttler et al. Daylight quantum key distribution over 1.6 km
JP2951408B2 (en) Quantization coincidence system and method
JP5424008B2 (en) Shared information management method and system
US7570420B2 (en) Systems and methods for transmitting quantum and classical signals over an optical network
US7796896B2 (en) Secure optical communication
US20060280307A1 (en) Data transmission apparatus and data reception apparatus
EP1927208B1 (en) Method and system for quantum key distribution over multi-user wdm network with wavelength routing
US7113598B2 (en) Methods and systems for high-data-rate quantum cryptography