Quantensprung: Neue Tech könnte machen, vollkommen sichere Kommunikation


Quantenkryptographie unzerbrechlich Sicherheit in naher Zukunft vielleicht in den nächsten Jahren zur Verfügung stellen könnte, argumentieren Forscher.

Die Technologie setzt auf die Quantenmechanik, die Gesetze der Natur, die bestimmen das Verhalten der kleinen subatomaren Teilchen, um sicherzustellen, dass die Lauscher auf sichere Nachrichten snoop können nicht unbemerkt.

Diese Systeme können vollkommen sichere Kommunikation und unzerbrechlich Codes, produzieren, auch wenn die Geräte produzieren die Quantenkryptographie etwas unzuverlässig sind oder durch einen bösartigen Außenseiter gehackt wurden. Um absolute Sicherheit zu erreichen, Benutzer müssten nur gewährleisten, diese Geräte einen statistischen Test Vergehen mit ihnen, nach einem Perspektiven Artikel veröffentlicht heute (26. März) in der Zeitschrift Nature.

Schwierige Rätsel

Kryptographie beruht auf der Idee von einem Absender und Empfänger einen geheimen Schlüssel teilen. Bereits 400 v. Chr. die spartanischen militärische Kommandanten eine Gerät namens eine Skytale Nachrichten auf Papierstreifen drehte sich um ein Stöckchen zum Schreiben verwendet; die Nachrichten könnten dekodiert werden, nur dann, wenn die richtige Größe Stab gewickelt.

Moderne Kryptographie, wie z. B. der Webstandard RSA-Verschlüsselung beruht auf Schlüssel erstellt durch Multiplikation zweier gigantischen Primzahlen zusammen. Um den Code zu knacken, müsste ein Hacker die Primfaktoren des Schlüssels, zu wissen, die welche unglaublich schwer zu kalkulieren sind. [Die 9 massivsten Zahlen In Existenz]

Aber mit genügend Rechenleistung rohe Kraft, diese Faktoren berechnet werden konnte. Und wenn jemand eine Möglichkeit, Primfaktoren leicht berechnen eines Tages herausfindet, würde es RSA-Verschlüsselung unsicher machen.

Quantenverschränkung

Vollkommen unzerbrechlich Code würde auf ein one-time Pad angewiesen.

In diesem System eine völlig geheime, zufällige Zahl wird verwendet, um eine Nachricht zu verschlüsseln, und der Schlüssel wird dann zerstört, nachdem die Nachricht gelesen wird. Solange der Schlüssel nie wiederverwendet wird, könnte diese Codes nie geknackt werden.

Das Problem ist, wie der Absender den Schlüssel an dem Empfänger ohne jemanden Abhören bekommt?

Die Antwort ist Schlüssel zu senden, die Quantenmechanik abhängen. Wenn ein Teilchen von Licht oder ein Photon von einer Position zur anderen reist, reist er in eine unbestimmte Orientierung oder Polarisierung, die geändert wird, sobald jemand versucht, es zu messen. So wenn eine Taste über verschränkten Quanten-Teilchen codiert wurde, gibt es keine Möglichkeit, den Schlüssel belauschen, ohne ihn zu verändern, so dass es sofort offensichtlich an Absender und Empfänger.

"Dies beruht nicht auf die Schwierigkeit, bestimmte mathematische Probleme, sondern auf die Gesetze der Physik," sagte der Artikel Koautor Artur Ekert, Kryptologen an der Universität Oxford in England und der National University of Singapore. "Wir als Menschen keinen Einfluss auf die Gesetze der Physik nicht haben."

Neuer Durchbruch

Quanten-Kryptographie-Geräte sind bereits auf dem Markt. Bisher jedoch Forscher dachten diese Systeme würde nur funktionieren, wenn die Geräte, die die Verschlüsselung generiert absolut zuverlässig waren: Wenn der Hersteller die Produktion muddeln, könnten die Geräte noch theoretisch gehackt werden.

Aber die Forschung in den letzten Jahren von Ekert und Co-Autor Renato Renner, ein Forscher am Institut für theoretische Physik in der Schweiz, sowie andere, zeigte, dass auch minderwertige Geräte infiltriert von Feinden noch perfekte Verschlüsselung erzeugen konnte.

Die einzige Voraussetzung ist, dass die Zufallszahlen generiert für das One-time Pad wirklich zufällig sind, gibt es einige Quantenverschränkung in das Gerät, das durch Ausführen eines statistischen Tests bestimmt werden kann, sagte Ekert.

Das bedeutet, dass perfekte Sicherheit für Menschen jenseits der NSA und andere Regierungen in greifbarer Nähe sein könnte. Selbst wenn ein Snooper einen Tracking-Chip in ein Chiffriergerät eingefügt oder die Verschlüsselung auf andere Weise zu schwächen versucht, könnte es noch perfekte Sicherheit geben, solange die Geräte selbst an sicheren Orten aufbewahrt wurden und einen statistischen Test bestanden.

"Auch wenn Sie nicht die interne Funktionsweise des Geräts kennen oder den Anbieter Vertrauen nicht, solange das Gerät bestimmte Arten von Korrelationen, erzeugt, dann es okay ist," sagte Ekert Leben Wissenschaft. "Es gibt keine Möglichkeit einfügen, die Trojanische Pferde oder alle Arten von Geräten, die Sie ausspionieren würde."

Die neue theoretischen Durchbruch bedeutet sichere Quanten-Verschlüsselung ist nicht zu weit weg.

"Man kann leicht sagen, dass in wenigen Jahren diese Technologie verfügbar sein wird", sagte Ekert.

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