Тема выпускной квалификационной работы: «Анализ надежности шифрования в измерительных системах разных лет разработки с учетом появления квантовых алгоритмов дешифрования». Данная работа посвящена исследованию надежности шифрования в измерительных системах разных лет разработки с учетом появления квантовых алгоритмов дешифрования. Задачи, которые решались в ходе исследования: 1. Изучение алгоритмов шифрования, применяемых в измерительных системах разных лет разработки. 2. Исследование предметной область квантовых технологий. 3. Изучение классических и квантовых методы расшифровки данных, защищенных с помощью асимметричных алгоритмов шифрования. 4. Теоретическое сравнение квантовых и классических алгоритмов дешифрования. 5. Изучение доступных программных квантовых технологий, и реализация квантового алгоритма дешифрования. 6. Анализ опасности квантовых алгоритмов дешифрования для измерительных систем разных лет выпуска. В ходе работы проведен анализ современных квантовых технологий, представленных в открытом доступе. Исследованы существующие алгоритмы дешифрования данных, передаваемых в измерительных системах. Реализован квантовый алгоритм дешифрования, с помощью платформы Qiskit для квантовых вычислений. Проверена его работоспособность на квантовом компьютере производства IBM. В результате получена оценка защищённости измерительных систем разных лет разработки, сформулированы рекомендации для производителей ИИС.

The subject of the graduate qualification work is “Analysis of the reliability of encryption in measuring systems of different years of development, taking into account the appearance of quantum decryption algorithms”. The given work is devoted to the study of encryption reliability in measuring systems from development of different years, taking into account the appearance of quantum decryption algorithms. The research set the following goals: 1. Studying of encryption algorithms used in measuring systems of different years of development. 2. Review of the subject area of quantum technology. 3. Research of classical and quantum methods of decryption of data protected using asymmetric encryption algorithms. 4. Theoretical comparison of quantum and classical de-encryption algorithms. 5. Research of available software quantum technologies, and the implementation of the quantum decryption algorithm. 6. Analysis of quantum decryption algorithms for measuring systems of different years of production. In the course of the work, a study of modern quantum technologies in the public domain was conducted. Existing decryption algorithms for data transmitted in measuring systems are investigated. A quantum decryption algorithm has been implemented using the Qiskit platform for quantum computing. Checked its performance on a quantum computer manufactured by IBM. The study resulted is an assessment of the security of measuring systems of different years of development is obtained; recommendations are formulated for manufacturers of IMS.

• Введение
• 1. Обзор предметной области
  • 1.1. Шифрование в измерительных системах
    • 1.1.1. Шифрование в микроконтроллерах
  • 1.2. Квантовые вычисления
    • 1.
    • 1.1.
    • 1.2.
    • 1.2.1. История квантовых вычислений
    • 1.2.2. Постквантовая криптография
    • 1.2.3. Кубиты
    • 1.2.4. Квантовые вентили
  • 1.3. Квантовые алгоритмы
  • 1.4. Вывод по первой главе
• 2. Исследование алгоритмов шифрования и генерации ключей
  • 2.1. Симметричные алгоритмы шифрования
  • 2.2. Асимметричные алгоритмы шифрования
  • 2.3. Классические алгоритмы дешифрования криптосистем с открытым ключом
  • 2.4. Квантовые алгоритмы дешифрования асимметричных шифров
  • 2.5. Теоретическое сравнение классических и квантовых алгоритмов
  • 2.6. Вывод по второй главе
• 3. Реализация квантового алгоритма шора
  • 3.1. Описание математической модели алгоритма
    • 1.
    • 2.
    • 3.
    • 3.1.
    • 3.1.1. Краткий обзор алгоритма RSA
    • 3.1.2. Классическая часть алгоритма Шора
    • 3.1.3. Квантовая часть алгоритма Шора
  • 3.2. Обзор программных квантовых технологий
    • 3.2.1. TensorFlow Quantum от Google
    • 3.2.2. IBM Quantum Experience
    • 3.2.3. Quantum Development Kit от Microsoft
  • 3.3. Анализ современных квантовых инструментов
  • 3.4. Программная реализация алгоритма Шора
  • 3.5. Вывод по третьей главе
• 4. Тестирование и сравнение резльтатов
  • 4.1. Результат работы алгоритма Шора
  • 4.2. Сравнительный анализ классических алгоритмов с алгоритмом Шора
  • 4.3. Опасность квантового алгоритма для измерительных систем
  • 4.4. Вывод по четвертой главе
• Заключение
• Список использованных источников
• Приложение 1. блок схема алгоритма Шора
• Приложение 2. Исходный код алгоритма шора для квантового симулятора
• Приложение 3. Исходный код алгоритма шора для квантового компьютера