Please use this identifier to cite or link to this item:
https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/49891
| Title: | โพรโทคอลไกล่เกลี่ยความผิดพลาดกุญแจรหัสลับด้วยรหัสพาริตีเช็กความหนาแน่นต่ำสำหรับระบบกระจายกุญแจรหัสลับเชิงควอนตัม |
| Other Titles: | KEY RECONCILIATION PROTOCOL WITH LOW-DENSITY PARITY-CHECK CODES FOR QUANTUM KEY DISTRIBUTION |
| Authors: | ธราธร พรมสะอาด |
| Advisors: | ลัญฉกร วุฒิสิทธิกุลกิจ กมล เขมะรังษี พิสิฐ วนิชชานันท์ |
| Other author: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิศวกรรมศาสตร์ |
| Advisor's Email: | Lunchakorn.W@Chula.ac.th,wlunchak@gmail.com,lunchakorn.ww@gmail.com kamol.kaemarungsi@nectec.or.th v_pisit@hotmail.com |
| Subjects: | วิทยาการรหัสลับ รหัสและการเข้ารหัส การเข้ารหัสลับข้อมูล Cryptography Ciphers Data encryption (Computer science) |
| Issue Date: | 2558 |
| Publisher: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย |
| Abstract: | วิทยานิพนธ์นี้นำเสนอวิธีการไกล่เกลี่ยความผิดพลาดซึ่งเป็นหนึ่งในขั้นตอนสำคัญของการกระจายกุญแจรหัสลับเชิงควอนตัมมีจุดประสงค์เพื่อการยืนยันความถูกต้องของข้อมูลกุญแจระหว่างผู้ส่งกับผู้รับตัวจริงให้มีค่าที่ตรงกันสำหรับการนำไปใช้งานในระบบวิทยาการรหัสลับอย่างมีประสิทธิภาพ โดยการออกแบบและพัฒนาวิธีการไกล่เกลี่ยความผิดพลาดด้วยรหัสพาริตีเช็กความหนาแน่นต่ำหรือรหัสแอลดีพีซีประยุกต์ทำงานร่วมกับการเข้ารหัสแหล่งกำเนิดข้อมูลข่าวสารข้างเคียง ซึ่งแบ่งวิธีการที่นำเสนอเป็นสามวิธี วิธีการแรกคือ การพัฒนาวิธีการไกล่เกลี่ยความผิดพลาดด้วยรหัสแอลดีพีซีแบบอัตรารหัสคงที่ด้วยการถอดรหัสแบบบิตฟลิปปิงและซัมโปรดักซินโดรม ซึ่งผลการทดสอบให้ความสามารถในการแก้ไขความผิดพลาดข้อมูลกุญแจรหัสลับที่สูงกว่าโพรโทคอลวินนาวที่มีพื้นฐานมาจากรหัสแฮมมิงและศึกษาวิธีการถอดรหัสและขนาดความยาวรหัสมีผลต่อประสิทธิภาพการไกล่เกลี่ย วิธีการที่สองคือ การพัฒนาวิธีการไกล่เกลี่ยความผิดพลาดด้วยรหัสแอลดีพีซีแบบปรับอัตรารหัสได้ด้วยผลรวมสะสมของซินโดรม โดยการแบ่งเก็บและส่งเพิ่มข้อมูลซินโดรมบางส่วนให้ภาคถอดรหัสที่เหมาะสมกับอัตราความผิดพลาดกุญแจรหัสลับเชิงควอนตัม และวิธีการสุดท้ายคือ การพัฒนาวิธีการไกล่เกลี่ยความผิดพลาดด้วยรหัสแอลดีพีซีที่สามารถปรับค่าอัตรารหัสได้ด้วยวิธีพังเจอร์และชอร์ตเทนให้สอดคล้องกับเงื่อนไขความผิดพลาดกุญแจรหัสลับเชิงควอนตัมที่เกิดขึ้นจากการประเมินอัตราความผิดพลาดของช่องสัญญาณด้วยข้อมูลซินโดรมและประเมินค่าขอบเขตประสิทธิภาพการไกล่เกลี่ยล่วงหน้าเพื่อกำหนดอัตรารหัสที่เหมาะสมสำหรับการไกล่เกลี่ยความผิดพลาด โดยจากวิเคราะห์และเปรียบเทียบผลการทดสอบพบว่า การไกล่เกลี่ยความผิดพลาดด้วยรหัสแอลดีพีซีเหล่านี้ ให้ผลของค่าประสิทธิภาพการไกล่เกลี่ย จำนวนบิตเปิดเผย และการลดทรัพยากรการติดต่อสื่อสารในระหว่างกระบวนการได้ดีกว่าโพรโทคอลดั้งเดิมที่นิยมใช้งาน เช่น โพรโทคอลคาสเคดและวินนาว ดังนั้นจึงเป็นวิธีการทางเลือกหนึ่งซึ่งจะนำไปสู่เป้าหมายของการเพิ่มขีดกำจัดด้านอัตราการกำเนิดกุญแจรหัสลับ สนับสนุนการประยุกต์ใช้งานจริงบนระบบการกระจายกุญแจรหัสลับเชิงควอนตัมประสิทธิภาพสูง |
| Other Abstract: | In this thesis, a key reconciliation method is proposed as one of the classical part in Quantum Key Distribution (QKD) protocol. The proposed method aims to correct the transmission error after distribution of quantum key objects over a quantum channel. For error correction, Low-Density Parity-Check (LDPC) codes are adopted as the technique of source coding with side information. This study investigates three main proposed methods covering possible cases of error rates in QKD system. The first method is the LDPC code with bit-flipping and sum product syndrome decoding. This technique deploys a fixed code-rate and achieves an error-correcting performance better than Hamming syndrome in Winnow protocol. Furthermore, the relationship of the decoding methods and block-length effect with reconciliation efficiency is investigated. Secondly, rate-adaptive reconciliation based on LDPC accumulate codes is studied. The sequence accumulate syndrome is stored in a buffer and some elements are sent incrementally to the decoder. Finally, rate adaptive LDPC reconciliation method based on puncturing and shortening technique with estimated Quantum Bit Error Rate (QBER) from only syndrome is studied. This method also estimates reconciliation efficiency in advance for determination of an optimal rate. From numerical results, it can be observed that the performance of our proposed schemes in terms of reconciliation efficiency, a number of disclosed bits and interactive communications is superior to conventional Winnow and Cascade protocols. Therefore, gain of these proposed schemes impacts significantly on the achievable secret key generation rate with responding to the high efficiency for discrete-variable QKD applications. |
| Description: | วิทยานิพนธ์ (วศ.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2558 |
| Degree Name: | วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต |
| Degree Level: | ปริญญาโท |
| Degree Discipline: | วิศวกรรมไฟฟ้า |
| URI: | http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/49891 |
| URI: | http://doi.org/10.14457/CU.the.2015.1388 |
| metadata.dc.identifier.DOI: | 10.14457/CU.the.2015.1388 |
| Type: | Thesis |
| Appears in Collections: | Eng - Theses |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| 5570229821.pdf | 3.22 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.