bsuirДоклады БГУИРDoklady BGUIR1729-76482708-0382БГУИР10.35596/1729-7648-2025-23-3-102-107bsuir-4168Research ArticleСтатьиАлгоритм шифрования информации с применением дискретной квантовой картыInformation Encryption Algorithm Using a Discrete Quantum MapСидоренкоА. В.SidorenkoA. V.д-р техн. наук, проф., проф. каф. физики и аэрокосмических технологий

Dr. Sci. (Tech.), Professor, Professor at the Department of Physics and Aerospace Technology

ВысоцкаяЕ. А.VysotskayaE. A.студент

Student

Белорусский государственный университетBelarusian State University202515072025233102107Copyright © Сидоренко А.В., Высоцкая Е.А., 20252025Сидоренко А.В., Высоцкая Е.А.Sidorenko A.V., Vysotskaya E.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.bsuir.by/jour/article/view/4168

Разработан комплексный алгоритм шифрования на основе традиционных алгоритмов RSA (криптографический алгоритм с открытым ключом), SHA-3 (алгоритм хеширования переменной разрядности), а также дискретной квантовой карты. Описываются особенности предлагаемого алгоритма и разработанной компьютерной программы на языке С++. Для оценки работоспособности алгоритма было проведено тестирование на трех зашифрованных изображениях, различающихся объемом передаваемой информации. Сравнительный анализ полученных изображений с исходными показал эффективность алгоритма шифрования информации с применением дискретной квантовой карты. Также с помощью этого алгоритма можно выполнять дополнительные операции, связанные с включением информации внутрь зашифрованного изображения, что обеспечит дополнительный уровень защиты при передаче информации. 

A complex encryption algorithm has been developed based on traditional RSA (public key encryption algorithm), SHA-3 (hashing algorithm), and a discrete quantum map. The features of the proposed algorithm and the developed computer program in C++ are described. To evaluate the performance of the algorithm, testing was carried out on three encrypted images that differed in the volume of transmitted information. A comparative analysis of the obtained images with the original ones showed the efficiency of the information encryption algorithm using a discrete quantum map. This algorithm can also be used to perform additional operations related to including information inside the encrypted image, which will provide an additional level of protection when transmitting information.

шифрованиеалгоритмдискретная квантовая картаencryptionalgorithmdiscrete quantum mapРабота выполнена в рамках Государственной программы научных исследований «Цифровые и космические технологии, безопасность общества и государства» (подпрограмма «Цифровые технологии и космическая информатика», задание 1.9.3.4).ReferencesKiktenko E. O. (2018) Quantun Secured Blockchain. ArXiv. 3.Kiktenko E. O. (2018) Quantun Secured Blockchain. ArXiv. 3.Bechzadan V. (2017) Vulnerability of Deep Reinforcement Learning to Policy. Induction Attacks. ArXiv.Bechzadan V. (2017) Vulnerability of Deep Reinforcement Learning to Policy. Induction Attacks. ArXiv.Nai Sun Ping (2023) Quantum Discrete -Map. Based Recurrent Neural Networks. University of Science and Technology of China. (3), 1–11.Nai Sun Ping (2023) Quantum Discrete -Map. Based Recurrent Neural Networks. University of Science and Technology of China. (3), 1–11.Guodong E., Kaivin J., Xiaoling H. (2021) Quantum Logistic Image Encryption Algorithm Based on SHA-3 and RSA. Journal of Nonlinear Dynamics. 104, 2807–2827.Guodong E., Kaivin J., Xiaoling H. (2021) Quantum Logistic Image Encryption Algorithm Based on SHA-3 and RSA. Journal of Nonlinear Dynamics. 104, 2807–2827.Sidorenko A. V., Shishko M. S. (2020) Hashing Technical Algorithm Based on SHA-3 and Using Chaotic Maps. Informatics. 17 (1), 109–118 (in Russian).Sidorenko A. V., Shishko M. S. (2020) Hashing Technical Algorithm Based on SHA-3 and Using Chaotic Maps. Informatics. 17 (1), 109–118 (in Russian).Standard FIPS. 186-2. Digital Signature Standard (DSS). 2000.Standard FIPS. 186-2. Digital Signature Standard (DSS). 2000.Grover L. A. (1996) First Quantum Mechanical Algorithm for Database Search. Proc. of 28 Annual ACM Simposium on the Theory of Computing. Philadelphia. USA. 212–219.Grover L. A. (1996) First Quantum Mechanical Algorithm for Database Search. Proc. of 28 Annual ACM Simposium on the Theory of Computing. Philadelphia. USA. 212–219.Shor P. W. (1992) Polynomial Time Algorithms for Prime Factorization and Discrete Logarithms on a Quantum Computer. SIAM J. Comput. 26, 1484–1509.Shor P. W. (1992) Polynomial Time Algorithms for Prime Factorization and Discrete Logarithms on a Quantum Computer. SIAM J. Comput. 26, 1484–1509.Calderbank H. (2007) RCA Cryptosystem. History Algorithm. Primes. Chicago, University of Chicago, Department of Mathematics. 1–7.Calderbank H. (2007) RCA Cryptosystem. History Algorithm. Primes. Chicago, University of Chicago, Department of Mathematics. 1–7.Jamak H. (2006) Digital Signature Algorithms. Expert Conference Trends in the Development of Machinery and Associated Technology: 10th International Research. 1–5.Jamak H. (2006) Digital Signature Algorithms. Expert Conference Trends in the Development of Machinery and Associated Technology: 10th International Research. 1–5.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.