量子金鑰

藉由量子金鑰分發中的BB84協定來觀察訊號是否已被竊聽。

Bob：０１０

Alice QKD：０１０

由於Eve與Alice的一些Basis不同，所以當Eve要傳資料給Bob時為了讓數據不丟失，必須假設Basis跟Bit，產生新的一組金鑰傳送給Bob。

Bob：００１

Alice QKD：０１０

1. Arduin uno*3

2. 鋁擠條*3

3. 偏振套組*8套

4. 雷射組*2套

5. 光敏電阻感測組*2套

Project 1：Alice and Bob "沒有"竊聽的狀況

1. 負責飾演Alice的組別請拿一根鋁擠條、一個雷射、兩個偏振片以及兩個底座。負責飾演Bob的組別請拿一根鋁擠條、一個光敏感測器、兩個偏振片以及兩個底座(如圖一)，並完成接線圖、上傳程式碼。

2. 首先Alice組別需先將要發射的密碼金鑰記錄在紙上，總共包含10個Bit及10個Basis，優先紀錄Bit的部分，再記錄每個Bit所需要使用"X"或是"Z"的Basis。

3. Alice組別按照紙上紀錄之密碼開始發送，拿取相應的Basis轉動角度到對應的Bit、開啟紅光雷射，並口頭告知Bob"開始發送第Ｎ個訊號"，等待Bob收到訊號並回應完成測量後才可發送下一個密碼。

4. Bob組別接收到Alice的口頭告知第Ｎ個訊號時，請隨機拿取一個Basis的偏振片放置於底座上(需記錄於學習單)，並且讓入射之紅色雷射光可以穿過偏振片打在光敏感測器正中位置。

5. Bob組別調整Basis角度，若拿取的Basis為"X"，則順時針及逆時針旋轉45度，若拿取的Basis為"Z"，則順時針旋轉90度及不旋轉，只能使用一個Basis去做量測(但是此Basis的兩個Bit的角度皆須測量且記錄數值)。Bob紀錄完數值後請口頭告知Alice完成第Ｎ個測量，讓Alice發送下一個訊號。

6. 接下來Alice與Bob依照上述步驟將十個密碼金鑰傳遞完畢，並且核對雙方Basis寫出得到的key，在核對雙方的Key是否相同。

Project 2：Eavesdrop!! "有"竊聽的狀況

1. 負責飾演Alice的組別請拿一根鋁擠條、一個雷射、兩個偏振片以及兩個底座。負責飾演Bob的組別請拿一根鋁擠條、一個光敏感測器、兩個偏振片以及兩個底座。負責飾演Eve的組別請拿一根鋁擠條、一個雷射、一個光敏感測器、四個偏振片以及四個底座。

2. 首先Alice組別需先將要發射的密碼金鑰記錄在紙上，總共包含10個Bit及10個Basis，優先紀錄Bit的部分，再記錄每個Bit所需要使用"X"或是"Z"的Basis。

3. Alice組別按照紙上紀錄之密碼開始發送，拿取相應的Basis轉動角度到對應的Bit、開啟紅光雷射，並口頭告知Eve、Bob"開始發送第Ｎ個訊號"，等待Eve、Bob收到訊號並回應完成測量後才可發送下一個密碼。

4. Eve組別接收到Alice的口頭告知後第Ｎ個訊號時，請隨機拿取一個Basis的偏振片放置於底座上(需記錄於學習單)，並且讓入射之紅色雷射光可以穿過偏振片打在光敏感測器正中位置。

5. Eve組別調整Basis角度，若拿取的Basis為"X"，則順時針及逆時針旋轉45度，若拿取的Basis為"Z"，則順時針旋轉90度及不旋轉，只能使用一個Basis去做量測(但是此Basis的兩個Bit的角度皆須測量且記錄數值)。

6. Eve量測後，若訊號大小相差巨大(一個為最大值、一個為最小值)，則在學習單上記錄此時的Basis及最大值時的Bit。若測量出的訊號大小相去不多，則在學習單上記錄此時的Basis及挑選任意Bit(0 or 1)做紀錄。

7. Eve按照上一步驟在學習單上紀錄之密碼發送給Bob，並告知Bob"開始發送第N個訊號"。

8. Bob組別接收到Eve的口頭告知第Ｎ個訊號時，請隨機拿取一個Basis的偏振片放置於底座上，並且讓入射之紅色雷射光可以穿過偏振片打在光敏感測器正中位置。

9. Bob組別調整Basis角度，若拿取的Basis為"X"，則順時針及逆時針旋轉45度，若拿取的Basis為"Z"，則順時針旋轉90度及不旋轉，只能使用一個Basis去做量測(但是此Basis的兩個Bit的角度皆須測量且記錄數值)。Bob紀錄完數值後請口頭告知Alice、Eve完成第Ｎ個測量，讓Alice發送下一個訊號。

10. 接下來Alice、Eve與Bob依照上述步驟將十個密碼金鑰傳遞完畢，並且Alice 與 Bob 需核對雙方Basis寫出得到的key，在核對雙方的Key是否相同。