Μια σύντομη προσέγγιση στην πρόσφατη και αναπτυσσόμενη ιδέα της Κβαντικής Κρυπτογραφίας

1. Κβαντική Κρυπτογραφία Μια… πρώτη προσέγγιση Κοντοβάς Στέφανος [email_address] 10 Ιουνίου 2009

2. Τι είναι Κβάντο ( quantum) ? Γενικά στη φυσική , ο όρος κβάντο ή κβάντουμ αναφέρεται σε μια αδιάστατη μονάδα ποσότητας, ένα "ποσό από κάτι". 1. ως μία ποσότητα (γενικά), 2. ως μια μονάδα φωτός, και 3. ως ελάχιστη ποσότητα στην οποία εκκρίνεται ένας νευροδιαβιβαστής, ειδικότερα. Ένα φυσικό μέγεθος είναι δυνατόν να είναι "κβαντισμένο", πράγμα που σημαίνει ότι το μέγεθος αυτό δεν μπορεί να πάρει οποιαδήποτε τιμή, αλλά μόνο συγκεκριμένες τιμές . Για παράδειγμα, η κίνηση ενός ηλεκτρονίου σε κάποιο άτομο πραγματοποιείται μόνο σε συγκεκριμένες ενεργειακές τροχιές .

3. Κβαντική Κρυπτογραφία Η Κβαντική Κρυπτογραφία ( quantum cryptography ), χρησιμοποιεί ιδιότητες της κβαντομηχανικής για να εξασφαλίσει ασφαλή επικοινωνία. Επιτρέπει σε δυο χρήστες να δημιουργήσουν ένα bit string , που είναι γνωστό μόνο σ' αυτούς, και το οποίο θα χρησιμοποιηθεί ως κλειδί ( key ) για (απο)κωδικοποίηση μηνυμάτων. Σημαντική και μοναδική ιδιότητα της κβαντικής κρυπτογραφίας είναι η δυνατότητα των δυο επικοινωνούντων να ανακαλύψουν την παρουσία κάποιου τρίτου προσώπου( third party ) που προσπαθεί να υποκλέψει το κλειδί. Η Κβαντική Κρυπτογραφία χρησιμοποιείται μόνο για την παραγωγή και τη διανομή του κλειδιού, όχι για την μετάδοση των δεδομένων. Αυτό το κλειδί στη συνέχεια χρησιμοποιείται μ’ ένα κρυπτογραφικό αλγόριθμο για να κωδικοποιήσει/αποκωδικοποιήσει το μήνυμα.

5. η διαγώνια βάση ( diagonal basis ) , 45° και 135° μοίρες ,

6. η κυκλική βάση ( circular basis ) . Κάθε μια βάση είναι συζυγής με την άλλη και επομένως οποιεσδήποτε δύο από αυτές μπορούν να χρησιμοποιηθούν στο πρωτόκολλο. Στα παρακάτω παραδείγματα θα ασχοληθούμε με την κάθετη και την διαγώνια βάση.

7. Παράδειγμα

8. Intercept and resend Attack

9. Intercept and resend Attack Η πιθανότητα η Eve να επιλέξει τη λάθος βάση είναι ½ , και αν ο Bob μετρήσει αυτό το «αλλαγμένο» φωτόνιο στη ιδία βάση με αυτή που χρησιμοποίησε και η Alice θα πάρει ένα τυχαίο αποτέλεσμα , με πιθανότητα ½ να είναι λανθασμένο. Επομένως, η πιθανότητα ένα «αλλαγμένο» φωτόνιο να προκαλέσει λάθος στην ακολουθία του κλειδιού είναι ½ x ½ = ¼ . Αν ο Bob και η Alice συγκρίνουν έπειτα n από τα bits του κλειδιού η πιθανότητα να βρουν ασυμφωνία είναι: Για να ανακαλυφθεί η ύπαρξη ενός υποκλοπέα με πιθανότητα Pd = 0.999999999 θα πρέπει να συγκριθούν n = 72 key bits .

11. F aked state attack

12. P hase remapping attack

15. Αυξημένη ταχύτητα λόγω της χρήσης οπτικών ινών.

17. Απαιτείται εξειδικευμένος εξοπλισμός.

18. Ατέλειες στον εξοπλισμό ή στην υλοποίηση του πρωτοκόλλου το καθιστούν ευάλωτο σε hacking attacks.