BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN AN TOÀN BẢO MẬT THÔNG TIN

I-Giới thiệu:
Trong những năm gần đây,thương mại điện tử đã phát triển một cách
nhanh chóng.Vì vậy các kỹ thuật mật mã đóng một vai trò rất quan trọng
trong việc đảm bảo tính bí mật và xác thực của thông tin. Các kỹ thuật mật
mã hiện đại như mật mã công khai và chữ ký số có thể đáp ứng những yêu
cầu trên và hiện nay các kỹ thuật như vậy vẫn đang được sử dụng rộng rãi.
Độ an toàn của các mật mã hiện đại đều dựa trên các giả thiết về độ phức tạp
của việc tính toán để tìm ra khoá. Tuy nhiên, khả năng tính toán và tốc độ xử
lý của các máy tính không ngừng được tăng lên. Vì vậy , độ an toàn của các
loại mật mã hiện đại ngày càng bị đe doạ và để đảm bảo độ an toàn thì các
hệ mật mã hiện nay sử dụng khoá với độ dài rất lớn . Chính vì vậy đã ảnh
hưởng đến tốc độ mã hóa và giải mã.Mật mã lượng tử là loại mật mã duy
nhất từ trước đến nay không dựa vào độ phức tạp của việc tính toán mà dựa
vào qui luật của vật lý lượng tử. Vì vậy, trong tương lai mật mã lượng tử có
thể được sử dụng thay cho các loại mật mã khác .
II-Cơ sở lý thuyết của mật mã lượng tử
Mật mã lượng tử thực hiện việc mã hoá và giải mã dựa trên tính bất
định của các phần tử cực nhỏ như photon. Tính bất định có thể được nói
ngắn gọn như sau: Nếu một phần tử có hai tính chất thì một tính chất sẽ bị
mất đi khi ta xác định tính chất còn lại. Trong mật mã lượng tử, các trạng
thái phân cực khác nhau của photon được sử dụng để mã hoá và giải mã.
VÍDỤ:
Nếu chúng ta đo phân cực của một photon thông qua hệ đo phân cục
theo đường thẳng. Thì kết quả của phép đo sẽ chỉ ra rằng photon đó phân
cực thẳng đứng hay nằm ngang. Cũng tương tự như vậy, khi ta truyền
photon đó qua hệ đo phân cực theo đường tròn
Qui ước các kí hiệu :
+ : Thiết bị đo phân cực theo đường thẳng:
V  phân cực đường thẳng đứng

phân cực theo đường thẳng và hệ đo phân cực theo đường tròn.
- Bước 2:Alice ghi lại các trạng thái của từng photon,rồi gửi cho Bob.
- Bước 3:Bob nhận các photon và đo trạng thái phân cực một cách ngẫu
nhiên theo hệ đo phân cực thẳng hoặc hệ đo phân cực tròn.Bob sẽ ghi
lại hệ đo sử dụng để đo phân cực và kết quả của phép đo phân cực
(chú ý rằng kết quả của phép đo phân cực gửi bởi Alice có thể không
giống khi Bob nhận được nếu Bob không sử dụng hệ đo giống như
Alice).
- Bước 4:Bob thông báo cho Alice các hệ đo phân cực đã sử dụng
nhưng không thông báo kết quả của phép đo.
Bước Mô tả 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1
Hệ do mã
Alice sử
dụng để
đo các
photon
+ + o + o o o + + + o o
2
Kết quả
các phép
đo của các
photon mà
Alice đã
gửi

V H L H R L R V H H R L
3a
Các hệ đo
được sử

thông báo
cho Bob
biết hệ đo
nào là
đúng
đúng đúng sai đúng đúng đúng đúng sai đúng sai đúng sai
6
Alice và
Bob ghi
lại dữ liệu
twf các
phép đo
đúng và
đổi thành
các bit nhị
phân.

1 0 0 1 0 1 0 1
Bảng 1:Minh họa các bước của giao thức BB84
- Bước 5:Alice thông báo cho Bob hệ đo nào là đúng,hệ đo nào là
sai(đúng là khi Bob và Alice sử dụng cùng một hệ đo để phân cực của
một photon).
- Bước 6:Alice và Bob sẽ bỏ đi các dữ liệu mà lấy được từ phép đo khi
hệ đo không đúng và đổi các dữ liệu còn lại thành một chuỗi
cácbit,theo quy ước như sau:
+ Đường tròn - hướng trái(L):0
Đường tròn - hướng phải(R):1
+ Đường thẳng - nằm ngang(H):0
Đường thẳng - đứng(V):1
Sau đây là một ví dụ minh hoạ giao thức BB84(Bảng 1),giả thiết Alice

THU
PHÁT
Hình 1:Mô hình thử nghiệm mật mã lượng tửtheo giao thức BB84
IV.Kết luận
Bộ phát tín
hiệu dữ liệu
Nguồn phát 1
photon
Bộ điều biến
phân cực
Phân cực
tròn Trái/phải
R
PBS
L
Bộ chia
Tín hiệu
H
Phân cực
Ngang/thẳngđứng
PBS
SS
PBS(polarization beam splitter):Bộ
chia phân cực
H: đuờng thẳng – ngang
V: đường thẳng - đứng
R: dường tròn- phải
L: đường tròn- trái
V
Mật mã lượng tử là loại mật mã dựa vào các quy luật của vật lý lượng tử và các lý thuyết