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Quantum Key Distribution on Airport Surface for Secure ADS-B

机场地面安全 ADS-B 的量子密钥分发

基本信息

批准号：
22K04098
负责人：
金田直樹
金额：
$ 2.66万
依托单位：
National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04098/
关键词：
量子鍵配送 ADS-B 光無線通信航空通信航空機監視システム

项目摘要

航空交通の安全性確保において航空交通管理のためのインフラが健全に運用されることは，他の社会インフラの場合と同様に必要不可欠であり，最高度のサイバーセキュリティ対策が求められる。現時点において，ノード間で交換される情報の暗号化は有効な対策手法であり，特に量子力学的原理に基づく量子鍵配送方式(QKD)は，暗号文の復号に要する鍵の漏洩を完全に防ぐことが可能であり，従来一般的に利用されてきた公開鍵暗号に比較して決定的に優れている。本研究は，将来のADS-Bでの応用を想定し，航空交通情報の交換にQKDを利用するための光通信システムについて，実際の飛行場環境において，現状の技術における実現性を検証するものである。実験室環境の自由空間光学系では光学定盤に光源，鏡(ミラー)，レンズ，光検出器などの光学機器や光学素子を配置して光学系を構築するのが一般的であるが，このような光学系は振動に弱く，また光学系のアラインメントはコツや秘訣に頼る部分が多いため，安定した性能を発揮できるよう，光学素子間の結合は可能な限り光ファイバによる光学系を用いた。また空港面でQKDを行うにはどの波長(周波数)を用いるのが適切であるかを評価するため，伝送損失と波長(周波数)の関係性を評価するために光源と光検出器をそれぞれ2種類用意して比較した。光源側として，狭帯域の光源であるレーザを複数波長の光源と非常に広帯域の光源である白熱電球の2種類，光検出器として，光パワーメータと光スペクトラムアナライザの2種類を用いた。

Air traffic safety assurance in the air traffic management system to improve the use of air traffic management system, and other social conditions and the same must not be incomplete, the highest level of air traffic management system to improve the quality of air traffic management system. At present, the encryption of the information exchanged between the dots has a corresponding method, especially the principle of quantum mechanics, the quantum bond distribution (QKD), and the key leakage of the complex sign of the code text is completely prevented. This study aims to determine the future application of ADS-B, to demonstrate the feasibility of QKD in the exchange of air traffic information, to establish the optical communication system, to establish the actual airfield environment, and to verify the current technology. Free space optical system in a real room environment: light source, mirror, optical detector, optical machine, optical element configuration, optical system construction, etc. The combination of optical elements may limit the use of optical systems The relationship between transmission loss and wavelength (cycle number) is evaluated. Light source side, narrow band light source, multiple wavelength light source, extraordinary band light source, two types of white thermoelectric spheres, two types of optical detectors, two types of optical detectors and two types of optical detectors.