Kapitel 8 Versuchsdurchführung; Schlüsselgenerierung - THORLABS EDU-QCRY1 Handbuch

Quantenkryptografie-Analogieversuch
Kapitel 8 Versuchsdurchführung
Der Versuchsablauf gliedert sich in drei Teile:
Abschnitt 8.1: Generierung eines mindestens 20bit langen Schlüssels
•
Abschnitt 8.2: Verschlüsseln und Übertragen eines 4-Buchstaben Wortes
•
Abschnitt 8.3: Einbau von Eve und Lauscher identifizieren
•
Um die Aufgaben durchführen zu können, sollten die Grundlagen aus Kapitel 5 bekannt
sein. Weiterhin ist ein ausführliches Beispiel in Kapitel 6 dargestellt, welches den
kompletten Ablauf mit und ohne Eve zeigt. Die Messprotokolle finden sich als Vorlage in
Kapitel 9.
8.1. Schlüsselgenerierung
Aufgabe 1: Bauen Sie Alice und Bob so auf, dass sich beide in größerem Abstand
gegenüber stehen (etwa 60cm, sodass also noch Platz für Eve ist). Justieren Sie beide so
ein, dass bei allen acht /2 -Kombinationen (zwei Einstellungen bei Bob, vier bei Alice)
reproduzierbar die richtigen LEDs leuchten. Stellen Sie dafür sicher, dass die
Sensorelektronik im Justiermodus ist (gelbe LED).
Durchführung: Der Aufbau funktioniert so, wie es im Kapitel 7 beschrieben wurde.
Skizzenhaft ist dies in Abbildung 3 dargestellt, ein Foto findet sich in Abbildung
7. Die Kombinationen entsprechen denen, die in Kapitel 7.4 beschrieben sind.
Aufgabe 2: Alice und Bob wählen zufällige Basen und Alice weiterhin zufällige Bits. Füllen
Sie dafür die Messprotokolle in Kapitel 9 für Alice und Bob aus (für Bob nur die Basen).
Durchführung: Dies entspricht Schritt 1 im Beispielkapitel 6.1. Die Vorlagen für
die Protokolle sind in Kapitel 9 zu finden.
Aufgabe 3: Senden Sie die Bits von Alice in den Basen, die in Aufgabe 2 notiert wurden.
Bob notiert sich die Bits, die er misst (wobei auch er die Basen aus Aufgabe 2 verwendet).
Stellen Sie dafür sicher, dass die Sensorelektronik im Messmodus ist (LED leuchtet grün).
Durchführung: Dies entspricht Schritt 2 in Kapitel 6.1. Alice und Bob sollen einen
Schlüssel generieren, der mindestens 20 Schlüsselbits lang ist. Dafür werden 52
Übertragungen durchgeführt. Dies ist ein empirischer Wert, der fast immer dazu
führt, dass man 20 übereinstimmende Basen erhält (was dann 20 Schlüsselbits
entspricht).
Noch einmal zur Orientierung: Wenn Alice

0° einstellt, dann sendet sie in der „+" Basis eine 0.

90° einstellt, dann sendet sie in der „+" Basis eine 1.

-45° einstellt, dann sendet sie in der „x" Basis eine 0

45° einstellt, dann sendet sie in der „x" Basis eine 1
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Kapitel 8: Versuchsdurchführung
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