Интеграция квантового распределения ключей с классическими криптографическими схемами: повышение безопасности в условиях постквантовых вызовов
Елизар Филаретович Кустов,
Алтана Феликсовна Хуцаева,
Анастасия Павловна Кирьянова,
Иван Дмитриевич Иогансон,
Жан-Мишель Никодэмович Дакуо,
Сергей Валентинович Беззатеев https://doi.org/10.55648/1998-6920-2025-19-2-98-111
Аннотация
В работе исследуются подходы к обеспечению информационной безопасности с использованием квантового распределения ключей (КРК) в сочетании с классическими криптографическими схемами: схемой Блома, KDP и схемой Лагранжа. Показано, как квантовые технологии повышают безопасность и эффективность этих методов. Предложенные схемы обеспечивают устойчивость к атакам классических и квантовых компьютеров, устраняя уязвимости традиционных методов генерации ключей. Рассмотрены примеры применения в защищённых сетях IoT, облачных вычислениях и распределённых системах. Результаты демонстрируют, что комбинация КРК с криптографическими схемами является перспективным решением для постквантовой эры.
При поддержке: ИТМО, ГУАП, Работа выполнена в рамках государственного задания (проект FSER-2025-0003)
Об авторах
Елизар Филаретович Кустов
«Национальный исследовательский университет ИТМО»
Россия
Россия
Аспирант ИТМО, кафедра ФБИТ, направление исследований криптография
Алтана Феликсовна Хуцаева
«Национальный исследовательский университет ИТМО»
Россия
аспирантфакультетабезопасностиинформационныхтехнологий
Россия
аспирантфакультетабезопасностиинформационныхтехнологий
Анастасия Павловна Кирьянова
«Национальный исследовательский университет ИТМО»
Россия
Россия
аспирант факультета безопасности информационных технологий
Иван Дмитриевич Иогансон
«Национальный исследовательский университет ИТМО»
Россия
Россия
аспирант факультета безопасности информационных технологий,
Жан-Мишель Никодэмович Дакуо
«Национальный исследовательский университет ИТМО»
Россия
Россия
аспирант факультета безопасности информационных технологий
Сергей Валентинович Беззатеев
Университет ИТМО
Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения
Россия
Россия
д.т.н., профессор, заведующий кафедрой информационной безопасности, института кибернетических систем Санкт-Петербургского университета
аэрокосмического приборостроения, директор лаборатории криптографических методов защиты информации,
ФБИТ
Список литературы
1. Lucamarini M. et al. Overcoming the rate–distance limit of quantum key distribution without quantum repeaters //Nature. – 2018. – Т. 557. – №. 7705. – С. 400-403.
2. Lo H. K., Curty M., Qi B. Measurement-device-independent quantum key distribution //Physical review letters. – 2012. – Т. 108. – №. 13. – С. 130503.
3. Zhang Y. et al. Long-distance continuous-variable quantum key distribution over 202.81 km of fiber //Physical review letters. – 2020. – Т. 125. – №. 1. – С. 010502.
4. Dyer M. et al. On key storage in secure networks //Journal of Cryptology. – 1995. – Т. 8. – С. 189-200.
5. Mitchell C. J., Piper F. C. Key storage in secure networks //Discrete applied mathematics. – 1988. – Т. 21. – №. 3. – С. 215-228.
6. Sperner E. Ein satz über untermengen einer endlichen menge //Mathematische Zeitschrift. – 1928.– Т. 27. – №. 1. – С. 544-548.
7. Chen S., Wei H. Constructions for key distribution patterns //Frontiers of Mathematics in China.– 2017. – Т. 12. – С. 301-323.
8. Shamir A. How to share a secret //Commun. ACM. – 1979. – Т. 22. – С. 612-613.
9. Nakamoto S. Bitcoin: A peer-to-peer electronic cash system. – 2008.
10. Мазур Э. М. Распределенные системы хранения данных: анализ, классификация и выбор //Перспективы развития информационных технологий. – 2015. – №. 26. – С. 33-60.
11. Вашкевич А. М. Смарт-контракты: что, зачем и как //М.: Симплоер. – 2018. – Т. 89.
12. Wootters W. K., Zurek W. H. A single quantum cannot be cloned //Nature. – 1982. – Т. 299. – №.5886. – С. 802-803.
13. Ekert A. K. Quantum cryptography based on Bell’s theorem //Physical review letters. – 1991. –Т. 67. – №. 6. – С. 661.
14. Gisin N. et al. Quantum cryptography //Reviews of modern physics. – 2002. – Т. 74. – №. 1. – С.145.
15. Golub G. H., Van Loan C. F. Matrix computations, 4th //Johns Hopkins. – 2013.
16. Bennett C. H., Brassard G . Quantum cryptography: Public key distribution and coin tossing //Theoretical computer science. – 2014. – Т. 560. – С. 7-11.
17. Shannon C. E. Communication theory of secrecy systems //The Bell system technical journal. –
18. – Т. 28. – №. 4. – С. 656-715.
Рецензия
Для цитирования:
Кустов Е.Ф., Хуцаева А.Ф., Кирьянова А.П., Иогансон И.Д., Дакуо Ж.Н., Беззатеев С.В. Интеграция квантового распределения ключей с классическими криптографическими схемами: повышение безопасности в условиях постквантовых вызовов. Вестник СибГУТИ. 2025;19(2):98-111. https://doi.org/10.55648/1998-6920-2025-19-2-98-111
For citation:
Kustov E.F., Khutsaeva A.F., Kiryanova A.P., Ioganson I.D., Dakuo J.N., Bezzateev S.V. Integration of Quantum Key Distribution with Classical Cryptographic Schemes: Enhancing Security in the Face of Post-Quantum Challenges. The Herald of the Siberian State University of Telecommunications and Information Science. 2025;19(2):98-111. (In Russ.) https://doi.org/10.55648/1998-6920-2025-19-2-98-111
Просмотров:
77
Послать статью по эл. почте 
