Rozprawa jest poświęcona nowemu, wysokopoziomowemu protokołowi bezpieczeństwa. Proponuje unikalne ilościowe podejście do bezpieczeństwa w kryptografii kwantowej. Opisany protokół pozwala na bezpośrednie sterowanie niskopoziomowymi parametrami systemu kwantowej dystrybucji kluczy. Przedstawione rozwiązanie zwiększa szanse na implementację kryptografii kwantowej w sieciach telekomunikacyjnych.
W rozprawie zdefiniowano zarówno kluczowe wymagania użytkowników końcowych jak i niskopoziomowe parametry typowego systemu kwantowej dystrybucji kluczy, które wpływają na bezpieczeństwo całego systemu. Zdefiniowane zostały dwa nowe pojęcia: entropia bezpieczeństwa i miara bezpieczeństwa. Takie ilościowe podejście do bezpieczeństwa pozwala na zróżnicowanie poziomu ochrony danych dla różnych usług. W rozprawie zaproponowano dwa różne poziomy bezpieczeństwa: podstawowy i rozszerzony. Dzięki takiemu zróżnicowaniu, użytkownicy końcowi są w stanie wybrać odpowiedni poziom ochrony w zależności od swoich potrzeb i wymagań.
Działanie nowego protokołu zostało zweryfikowane za pomocą badań symulacyjnych. Dodatkowo zaproponowano dwa przykładowe scenariusze dla różnych poziomów bezpieczeństwa. Oba zostały wysoko ocenione przez potencjalnych użytkowników kryptografii kwantowej.
The dissertation is focused on a new high-level security protocol and a unique quantitative approach to security in Quantum Cryptography (QC). The proposed high-level protocol allows to control low-level parameters of the Quantum Key Distribution (QKD) system by the end- users. This solution leads to implementing QC in practical networks.
The definition of crucial end-user requirements is presented in this thesis. The requirements related to security are introduced and assessed by potential end- users. Also, the most important low-level parameters of a typical QC system are defined. These parameters directly influence data security. The new idea of entropy of security in QC is proposed as well as the unique measure of security is defined. By means of this quantitative approach to security, it is possible to manage security as well as personalize services based on QC. Two different security levels are defined: the basic security level and the advanced security level. This differentiation of security allows to choose a proper security level for specific end- users' requirements and needs.
The high-level security protocol, proposed in this dissertation, is verified by simulation experiments. Also, two use cases for different security levels are proposed and assessed by potential end-users.
