This article addresses the development of quantum communication methods in the context of emerging quantum computing threats and emphasizes the importance of key reconciliation in quantum communication systems. The study focuses on the CASCADE protocol and the design of a software prototype intended for research and educational purposes. A parallel error-correction algorithm based on the actor model was implemented, improving the efficiency of key reconciliation and reducing the amount of exchanged data. Evaluation of the prototype revealed limitations, including the computational cost of message passing, complexity of error handling, and code redundancy due to iterative development. Experimental results confirmed the correct implementation of the core CASCADE algorithms and informed the design of future improvements. Proposed enhancements include redesigning the system architecture, developing interfaces for exporting intermediate data, defining the communication channel as a separate component, and expanding tools for systematic verification and comparative analysis of blind key-reconciliation methods.


翻译:本文针对新兴量子计算威胁背景下的量子通信方法发展展开讨论,强调了密钥协商在量子通信系统中的重要性。研究聚焦于CASCADE协议及一款面向科研与教育目的的软件原型设计。通过实现基于参与者模型的并行纠错算法,提升了密钥协商效率并减少了数据交换量。原型评估揭示了若干局限性,包括消息传递的计算开销、错误处理的复杂性以及迭代开发导致的代码冗余。实验结果证实了核心CASCADE算法的正确实现,并为未来改进设计提供了依据。提出的优化方案包括:重构系统架构、开发中间数据导出接口、将通信通道定义为独立组件,以及扩展用于系统化验证与盲密钥协商方法比较分析的工具集。

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