FPGA ımplementation of quantum key distribution based communication
Kuantum anahtar dağıtıcılı iletişimin FPGA'le gerçeklenmesi
- Tez No: 777658
- Danışmanlar: PROF. DR. SEZER GÖREN UĞURDAĞ, PROF. DR. HASAN FATİH UĞURDAĞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Dijital tasarım, Kuantum anahtar dağıtımı, Sayısal tasarım, Siber güvenlik, Veri şifreleme, Quantum key distribution, Digital design, Cyber security, Data encryption
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yeditepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Her geçen gün klasik methodlarla cihazlar arasında güvenli iletişim kurmak, bilgisayarların hesaplama hızındaki artıştan dolayı zorlaşmaktadır. Kuantum Anahtar Dağıtıcısı'nın amacı dolanık foton kaynağı (EPS) ile yaratılan dolanık foton çiftlerinin iki veya daha fazla terminale gönderilmesiyle terminaller arasında klasik iletişim kanallarında kullanılması için güvenli bir anahtar oluşturulmasıdır. EPS tek bir anahtar oluşturmak için her terminale beş milyon dolanık foton çifti göndermektedir. Bu kompleks ve zaman açısından kritik işlem için bir merkezi işlem birimi (CPU) yeterince verimli değildir. Özü itibariyle güvenli olan bu anahtarın klasik iletişim kanallarında kullanılması için makul bir zaman çerçevesinde elde edilebilmesi gerekmektedir. Bu sebebten yapılması gereken her işlemin alan programlanabilir kapı dizileriyle (FPGA'lerle) bir veri hattı mimarisi tasarımında yapılması gerekmektedir. Kuantum anahtar dağıtımının FPGA'lerle gerçeklenmesi içerisinde birçok alt problem barındırmaktadır. Bu problemler terminaller arası saat senkronizasyonu, terminaller arasındaki zaman kaymasının hesaplanması, foton çiftleriyle güvenli bir anahtar üretilmesi ve oluşturulmuş güvenli anahtar üzerinde hata düzeltmelerinin yapılmasıdır. Bu tez kuantum anahtar dağıtım sistemlerini, FPGA'lerle bir kuantum anahtar sistemi oluşturmak için bir mimari tasarımı, ve FPGA'lerle oluşturulmuş son sistemin tam anlamıyla doğrulanması için bir metodoloji sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Secure communication between devices becomes harder to achieve with classical methods due to increase in computational speed of computers. Goal of Quantum Key Distribution is sent entangled photon pairs with entangled photon source (EPS) to two or more terminals and create a secure key to use in classical public channels between terminals. EPS sends five million entangled photon pairs to each terminal to create a single key. For this complex and time critical processing operations, a central process unit (CPU) is not efficient enough. So every single operation that needs to be done in a pipeline architecture design with field programmable gate arrays (FPGAs) to obtain this inherently secure key in a reasonable time frame for use in public channels. Hardware implementation of quantum key distribution has multiple sub problems. Some of these problems are clock synchronization between terminals, calculation of time shift between terminal with entangled photon pairs, error correction in each terminal with received entangled photon pairs and generating a secure key with received entangled photon pairs from EPS. This thesis covers explanation of a quantum key distribution systems, an architectural design to create a quantum key distribution system with FPGAs, and a methodology for absolute verification of the final implemented system with FPGAs.
Benzer Tezler
- Hardware implementation of the post-quantum cryptography algorithm falcon
Kuantum sonrası kriptografi algoritması falcon'un donanım gerçeklemesi
YASİN YILMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SIDDIKA BERNA ÖRS YALÇIN
- Mopping and FPGA global routing using mean field annealing
Orta alan tavlama metodu kullanılarak eşleme ve FPGA'lerdeki kaba rotalama problemlerinin çözümü
İSMAİL HARİTAOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
1994
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. CEVDET AYKANAT
- 2-8 MBit/s fiber optik hat teçhizatı arayüz devresinin sahada programlanabilir kapı dizisi ile tasarlanması ve gerçeklenmesi
Designing and implementing 2MBit/s and 8 MBit/s fiber optic line terminating equipment interface circuit by using field programmable gate array
ÜMİT GÖĞÜSGEREN
Yüksek Lisans
Türkçe
1993
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF. DR. AHMET DERVİŞOĞLU
- Sahada programlanabilir kapı dizileri ile lojik devre tasarımı
Başlık çevirisi yok
VOLKAN SEZER
Yüksek Lisans
Türkçe
1996
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. AHMET DERVİŞOĞLU
- Sahada programlanabilir kapı dizileri ile lojik devre tasarımı ve VHDL kullanılarak bazı devrelerin gerçekleştirilmesi
Başlık çevirisi yok
ATEŞ BERNA
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET DERVİŞOĞLU