QKD tīkla topoloģijas izveide un konfigurēšana simulācijā administrēšana

Abstract

QKD jeb kvantu atslēgu sadale ir viena no drošākajām šifrēšanas tehnoloģijām atslēgu apmaiņā. Bakalaura darba ietvaros ir veikti literatūras apskati par QKD pamatiem un izmantotajiem protokoliem, kā arī apskatīti esošie simulāciju rīki, kā NuQKD un QKDNetSim. Darbā izstrādātais QKD tīmekļa simulācijas rīks ļauj lietotājam izveidot QKD tīkla topoloģiju. Simulators ir izstrādāts kā mājaslapas lietotne, ar tādām tehnoloģijām kā, piemēram, HTML5, Tailwind CSS, Javascript ES6, Google Maps Javascript API un Chart.js. Lietotnes funkcionalitāte ietver mezglu izveidošanu kartē, to savienošanu un parametru noteikšanu, un veiktspējas vizuālo attēlošanu. Papildus šiem simulācijas rīkiem, ir realizēta iespēja ģenerēt docker-compose tīkla konfigurācijas failu, kas dod iespēju pāriet no modelēšanas uz praktiskas sistēmas izveidi. Darbā izveidotā lietotne tiek manuāli pārbaudīta kopā ar neformālu dalībnieku testu, pārbaudot lietotnes saprotamību un funkcionalitāti. Darbs apliecina, ka ir iespējams izveidot QKD tīkla simulācijas lietotni ar interaktīvu un vizuālu uzsvaru. Šāds simulators var būt kā pamats tālākai pētniecībai, kā mācību līdzeklis un kā tehnoloģijas apguves līdzeklis.

QKD or quantum key distribution is one of the most secure encryption technologies for key exchange. As part of this bachelor's thesis, a literature review has been conducted on the basics of QKD and the protocols used, as well as existing simulation tools such as NuQKD and QKDNetSim have been reviewed. The QKD web simulation tool developed in the thesis allows the user to create a QKD network topology. The simulator has been developed as a website application, with technologies such as HTML5, Tailwind CSS, Javascript ES6, Google Maps Javascript API and Chart.js. The functionality of the application includes creating nodes on a map, connecting them and determining parameters, and visualizing performance. In addition to these simulation tools, the ability to generate a docker-compose network configuration file has been implemented, which makes it possible to move from modeling to creating a practical system. The application created in the thesis is manually tested together with an informal participant test, checking the understandability and functionality of the application. This work demonstrates that it is possible to create a QKD network simulation application with an interactive and visual emphasis. Such a simulator can serve as a basis for further research, as a teaching tool, and as a means of learning the technology.