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Eine Analyse von quantenkryptographischen Protokollen zur sicheren Kommunikation zwischen drei Parteien
Monika Bayer
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Lehramt Sek (AB) Unterrichtsfach Mathematik Unterrichtsfach Physik
Betreuer*in
Beatrix Hiesmayr
DOI
10.25365/thesis.78777
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-17266.99922.670113-6
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Mit dem Fortschritt der digitalen Kommunikation wird die Notwendigkeit eines sicheren Austausches von sensiblen Daten immer größer. Daher untersucht die vorliegende Arbeit, wie bestehende Protokolle zur Quantenkryptographie für zwei Parteien erweitert und durchgeführt werden können, um eine sichere Kommunikation zwischen drei Parteien zu gewährleisten. Im Zuge dessen werden auch die Vor- und Nachteile der verschiedenen Varianten der Protokolle analysiert und diskutiert. Die behandelten Themen werden für interessierte Lehramtsstudent*innen und Lehrkräfte aufbereitet, um einen geführten Einstieg in die Quantenkryptographie für die Mehrparteienkommunikation zu ermöglichen. Im Zuge der Arbeit wird Originalliteratur systematisch untersucht, alle nötigen Rechenschritte werden selbst durchgeführt und die Funktionsweisen der vorgestellten Protokolle werden hinsichtlich Sicherheit und Effizienz untersucht. Bei den zentralen Begriffen handelt es sich um Messbasen, Verschränkung, GHZ-Zustände, Korrelationen und Secret Sharing. Die Analyse zeigt, dass bestehende Protokolle für die Kommunikation zwischen zwei Parteien durch die Nutzung genuin multipartit verschränkter Zustände und deren Korrelationen in den Messergebnissen zu einem sicheren Protokoll für drei Parteien erweitert werden können.
Abstract
(Englisch)
With the ongoing advancement of digital communication, the need for secure transmission of sensitive data is becoming increasingly important. This thesis examines how existing quantum cryptographic protocols for two parties can be extended and implemented to enable secure communication among three parties. In this context, the advantages and disadvantages of various protocol versions are analyzed and discussed. The topics are presented in a way that offers teacher education students and educators a guided introduction to quantum cryptography in the context of multi-party communication. Throughout the thesis, original scientific literature is studied, the necessary calculations are carried out in detail, and the functionality of the discussed protocols is analyzed with regard to both security and efficiency. Key concepts include measurement bases, entanglement, GHZ states, correlations, and secret sharing. The analysis shows that existing two-party communication protocols can be extended into secure three-party protocols by utilizing genuinely multipartite entangled states and their correlations in measurement outcomes.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Kryptographie Quantenkryptographie HBB Protokoll Mehrparteienkryptographie Secret Sharing Verschränkung
Autor*innen
Monika Bayer
Haupttitel (Deutsch)
Eine Analyse von quantenkryptographischen Protokollen zur sicheren Kommunikation zwischen drei Parteien
Paralleltitel (Englisch)
An analysis of quantum cryptographic protocols for secure communication between three parties
Publikationsjahr
2025
Umfangsangabe
v, 57 Seiten
Sprache
Deutsch
Beurteiler*in
Beatrix Hiesmayr
Klassifikation
33 Physik > 33.23 Quantenphysik
AC Nummer
AC17590990
Utheses ID
75875
Studienkennzahl
UA | 199 | 520 | 523 | 02