Τι είναι η κβαντική κρυπτογραφία;

Η κβαντική κρυπτογραφία είναι μια μορφή κρυπτογραφίας που βασίζεται στις αρχές της κβαντικής μηχανικής για την εξασφάλιση δεδομένων και την ανίχνευση παραμονής.Όπως όλες οι μορφές κρυπτογραφίας, η κβαντική κρυπτογραφία είναι δυνητικά εύθραυστη, αλλά είναι θεωρητικά εξαιρετικά αξιόπιστη, γεγονός που θα μπορούσε να το καταστήσει κατάλληλο για πολύ ευαίσθητα δεδομένα.Δυστυχώς, απαιτεί επίσης την κατοχή κάποιου πολύ εξειδικευμένου εξοπλισμού, ο οποίος θα μπορούσε να εμποδίσει την εξάπλωση της κβαντικής κρυπτογραφίας.

Η κρυπτογραφία περιλαμβάνει την ανταλλαγή κωδικοποιημένων μηνυμάτων.Ο αποστολέας και ο παραλήπτης έχουν τη δυνατότητα να αποκωδικοποιήσουν τα μηνύματα, καθορίζοντας έτσι το περιεχόμενο.Το κλειδί και το μήνυμα αποστέλλονται γενικά ξεχωριστά, καθώς το ένα είναι άχρηστο χωρίς το άλλο.Στην περίπτωση της κβαντικής κρυπτογραφίας ή της κατανομής κβαντικού κλειδιού (QKD), όπως μερικές φορές είναι γνωστή, η κβαντική μηχανική εμπλέκεται στη δημιουργία του κλειδιού για να γίνει ιδιωτική και ασφαλής.Το πράγμα που πρέπει να γνωρίζουμε γι 'αυτό σε σχέση με την κρυπτογραφία είναι ότι η παρατήρηση κάτι προκαλεί μια θεμελιώδη αλλαγή σε αυτήν, η οποία είναι το κλειδί για τον τρόπο με τον οποίο λειτουργεί η κβαντική κρυπτογραφία.Το σύστημα περιλαμβάνει τη μετάδοση φωτονίων που αποστέλλονται μέσω πολωμένων φίλτρων και η λήψη των πολωμένων φωτονίων στην άλλη πλευρά, με τη χρήση ενός αντίστοιχου συνόλου φίλτρων για να αποκωδικοποιήσουν το μήνυμα.Τα φωτόνια κάνουν ένα εξαιρετικό εργαλείο για την κρυπτογραφία, αφού μπορούν να αποδοθούν τιμή 1 ή 0 ανάλογα με την ευθυγράμμισή τους, δημιουργώντας δυαδικά δεδομένα.

Ο αποστολέας Α θα ξεκινήσει την ανταλλαγή δεδομένων στέλνοντας μια σειρά τυχαία πολωμένων φωτονίων που θα μπορούσαν να πολωθούνRegilineary, προκαλώντας είτε κάθετο είτε οριζόντιο προσανατολισμό ή διαγώνια, οπότε το φωτόνιο θα κλίνει με τον ένα ή τον άλλο τρόπο.Αυτά τα φωτόνια θα έφταναν στον παραλήπτη Β, ο οποίος θα χρησιμοποιούσε μια τυχαία εκχωρημένη σειρά ευθανάμων ή διαγώνια φίλτρα για να λάβει το μήνυμα.Εάν το Β χρησιμοποίησε το ίδιο φίλτρο που έκανε για ένα συγκεκριμένο φωτόνιο, η ευθυγράμμιση θα ταιριάζει, αλλά αν δεν το έκανε, η ευθυγράμμιση θα ήταν διαφορετική.Στη συνέχεια, οι δύο θα ανταλλάσσουν πληροφορίες σχετικά με τα φίλτρα που χρησιμοποίησαν, απορρίπτοντας τα φωτόνια που δεν ταιριάζουν και διατηρούσαν αυτά που έκαναν για να δημιουργήσουν ένα κλειδί.Χρήση, αλλά δεν αποκαλύπτουν την ευθυγράμμιση των εμπλεκόμενων πρωτονίων.Αυτό σημαίνει ότι αυτές οι δημόσιες πληροφορίες δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αποκωδικοποίηση του μηνύματος, αφού ένας υπάλληλος θα στερείται κρίσιμου μέρους του κλειδιού.Πιο κριτικά, η ανταλλαγή πληροφοριών θα αποκαλύψει επίσης την παρουσία ενός aavesdropper, C. Εάν το C θέλει να παρακολουθείται για να αποκτήσει το κλειδί, θα πρέπει να παρεμποδίσει και να παρατηρήσει τα πρωτόνια, αλλάζοντας έτσι και προειδοποιώντας Α και Β στοΠαρουσία ενός ενδεχόμενου.Οι δύο μπορούν απλά να επαναλάβουν τη διαδικασία για τη δημιουργία ενός νέου κλειδιού.

Μόλις δημιουργηθεί ένα κλειδί, ένας αλγόριθμος κρυπτογράφησης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να δημιουργήσει ένα μήνυμα το οποίο μπορεί να σταλεί με ασφάλεια σε ένα δημόσιο κανάλι, αφού είναι κρυπτογραφημένο.