Text

Pengembangan otomatisasi perangkat simulasi quantum key distribution dengan menerapkan seluruh protokol BB84 untuk quantum key distribution di luar laboratorium

---

Abstrak:
Quantum Key Distribution (QKD) merupakan distribusi kunci yang menggunakan hukum fisika quantum untuk menjamin keamanan kunci yang dipertukarkan. Terdapat berbagai protokol dalam QKD diantaranya yaitu BB84, E91, BBM92, B92, SSP dan SARG04. EDU-QCRY1 merupakan perangkat simulasi untuk QKD. Perangkat EDU-QCRY1 merupakan perangkat yang dioperasionalkan secara manual. Penelitian ini melanjutkan pengembangan otomatisasi yang telah dilakukan pada perangkat EDU-QCRY1. Penelitian ini memisahkan mikrokontroller yang diletakan pada masing-masing pengirim dan penerima. Penelitian ini menggunakan metode System Development Life Cycle (SDLC) dengan pendekatan waterfall. Pengembangan otomatisasi berupa menambahkan perangkat ESP32 untuk melakukan sinkronisasi dan pertukaran basis serta menggunakan Arduino Mega 2560 sebagai perangkat yang memproses program pengiriman dan penerima. Pengembangan otomatisasi akan diuji untuk mengecek kesesuaian terhadap fungsional dan non-fungsional sistem. Pengujian tersebut meliputi unit testing, integration testing, system testing dan performance testing. Penelitian ini akan meninajau pengaruh intensitas cahaya lingkungan pada proses pengiriman bit menggunakan EDU-QCRY1 dan implementasi pada pengiriman kunci antara Gedung Administrasi dan Gedung Asrama C Poltek SSN. Pengujian intensitas cahaya lingkungan menggunakan lux meter dan pengujian dilakukan pada 3 waktu yang berbeda yaitu pagi, siang dan malam. Pengembangan otomatisasi penelitian ini terdiri dari 2 sistem yaitu mekanisme sinkronisasi ready-starting dan mekanisme sinkronisasi NTP. Pengujian dilakukan pada interval 50cm dan dilakukan sebanyak 5x disetiap percobaan dengan jarak maksimal 250cm. Hasil pengujian mekanisme sinkronisasi ready-starting menunjukan bahwa tingkat akurasi bit yang diterima dan bit kunci yang dapat dibangkitkan adalah diwaktu siang hari dengan nilai keberhasilan bit diterima tertinggi sebesar 60,5%. Hasil bit kunci yang dapat dibangkitkan tertinggi aadalah diwaktu malam dengan nilai 29,04%. Hasil pengujian mekanisme sinkronisasi NTP menunjukan bahwa tingkat akurasi bit yang diterima adalah diwaktu pagi hari dengan nilai keberhasilan bit diterima tertinggi sebesar 97,48%. Hasil bit kunci yang dapat dibangkitkan tertinggi aadalah diwaktu malam dengan nilai 48,12%. Akurasi pada implementasi pengiriman bit antara Gedung Administrasi dan Gedung Asrama Poltek SSN dengan jarak 115m adalah 0%. Hal tersebut tidak dapat diimplementasikan karena laser mengalami hamburan (scattering) sebesar 10cm sehingga foton laser terhambur terlalu besar untuk dapat dideteksi oleh detektor.

Abstract:
Quantum Key Distribution (QKD) is a key distribution method that utilizes the laws of quantum physics to ensure the security of exchanged keys. There are various protocols in QKD, including BB84, E91, BBM92, B92, SSP, and SARG04. EDU-QCRY1 is a simulation device for QKD. The EDU-QCRY1 device operates manually. This research continues the automation development that has been conducted on the EDU-QCRY1 device. The study involves separating microcontrollers placed in each transmitter and receiver. The research employs the System Development Life Cycle (SDLC) methodology with a waterfall approach. The automation development involves adding an ESP32 device for synchronization and basis exchange and using the Arduino Mega 2560 as the device that processes the transmission and reception programs. The automation development will be tested to check its compatibility with the functional and non-functional aspects of the system. The testing includes unit testing, integration testing, system testing, and performance testing. This research will investigate the influence of environmental light intensity on the bit transmission process using the EDU-QCRY1 and its implementation in key transmission between the Administration Building and Dormitory C of Poltek SSN. The testing of environmental light intensity will be conducted using a lux meter and will be performed at three different times: morning, noon, and night. The automation development in this research consists of two systems: the ready-starting synchronization mechanism and the NTP synchronization mechanism. The testing is conducted at intervals of 50cm and is performed 5 times in each experiment with a maximum distance of 250cm. The results of testing the ready-starting synchronization mechanism show that the highest accuracy rate of received bits and generated key bits occurs during the daytime, with the highest successful received bit rate at 60.5%. The highest generated key bit rate is during the nighttime, with a value of 29.04%. The results of testing the NTP synchronization mechanism indicate that the highest accuracy rate of received bits occurs in the morning, with the highest successful received bit rate at 97.48%. The highest generated key bit rate is during the nighttime, with a value of 48.12%. The accuracy of the bit transmission implementation between the Administration Building and Dormitory C of Poltek SSN at a distance of 115m is 0%. This cannot be implemented due to laser scattering of 10cm, making the scattered laser photons too large to be detected by the detector.

---

Availability

Detail Information

Series Title

--

Call Number

2023 ALH p

Publisher

Bogor : Politeknik Siber dan Sandi Negara., 2023

Collation

xvi, 97 halaman

Language

Indonesia

ISBN/ISSN

--

Classification

Rekayasa Perangkat Keras Kriptografi

Content Type

-

Media Type

-

Carrier Type

-

Edition

--

Subject(s)

Quantum Key Distribution
EDU-QCRY1
Protokol BB84
Otomatisasi Perangkat
Message Queuing Telemetry Transport
Network Time Protocol

Specific Detail Info

--

Statement of Responsibility

Alhafid Azhimullah

Other version/related

File Attachment

Comments

---

You must be logged in to post a comment