Шта је квантна криптографија?

Квантна криптографија се односи на криптографске системе који се ослањају на квантномеханичке ефекте и својства за обављање криптографских задатака. Ово је у супротности са класичном криптографијом која се користи на савременим рачунарима. Основни захтев квантне криптографије је употреба квантног рачунара; не може се извести помоћу стандардног рачунара.

ККД

Главно поље у квантној криптографији је ККД. ККД је скраћеница од Куантум Кеи Дистрибутион. Уместо да користи потпуно квантни процес шифровања, ККД користи квантне ефекте за безбедну дистрибуцију класичног кључа за шифровање. То значи да је потребно развити само доказано безбедан квантни комуникациони систем, а не много сложеније квантне алгоритме. Такође смањује физичке потребе; технички, само квантна мрежна картица би била потребна на нормалном рачунару, а не на читавом квантном рачунару.

Квантна механика је разумно погодна за развој сигурних квантних комуникационих система. Постоје начини за комуникацију са квантним комуникационим каналима које неовлашћена трећа страна не може да надгледа а да се тај упад не може открити.

Безбедност квантног комуникационог канала се такође може свести на неколико веома минималних захтева. Један такав услов је да две легитимне стране имају неки начин да се међусобно аутентификују. Други захтев је једноставно да се примењују закони квантне механике.

Главни проблем за ККД долази од потешкоћа у преношењу квантних информација на значајне удаљености. Тренутна истраживања омогућавају одговарајуће кључне стопе договора преко оптичких влакана дужине до 550 км. Изнад ове удаљености, потребни су квантни репетитори како би се осигурало да се сигнал не изгуби у шуму. Поред тога, рутирање квантних комуникација преко квантног Интернета би било изазовно. Садашњи системи за тестирање имају тенденцију да буду од тачке до тачке.

Друге области истраживања

Квантни ефекти се могу користити у пољу неповерљивог квантног рачунарства. Овде две стране могу да сарађују без поверења једна другој. Квантни систем може бити дизајниран тако да обе стране могу доказати да је друга варала. Ове методе се, међутим, такође ослањају на неквантне ефекте као што је специјална теорија релативности.

Истраживања су у току у другим областима, као што је захтев да прималац буде на одређеној физичкој локацији чак и ако се два противника договарају. Друге шеме покушавају да натерају чак и активно непоштене примаоце да морају да буду поштени имплементирајући огромне системске захтеве за могућност да буду лажни. Велики део ове врсте рада показао је слабости у тренутним квантним имплементацијама, али је оставио отворена врата за будућа истраживања у веома младој области.

Квантна комуникација захтева неколико ствари да би била заиста безбедна. Прво, оптички преноси морају бити способни да шаљу појединачне фотоне. Садашњи системи имају тенденцију да користе ласере који шаљу више фотона. Теоретски, противник би могао пресрести један од многих фотона без остављања трага. Међутим, постоје обећавајућа истраживања у развоју извора појединачних фотона.

Друго, фотонски детектори пате од производних разлика заснованих на толеранцији, које отварају прозор за прислушкивача да се убаци у комуникациони ток, а да не буде откривен. Ово питање је немогуће у потпуности решити без бесконачно строгих толеранција, што је неизводљив захтев.

Закључак

Квантна криптографија се односи на криптографију која користи квантномеханичке ефекте. Тренутно примарно поље је Куантум Кеи Дистрибутион који користи методе квантне комуникације за пренос класичних кључева за шифровање. Квантну криптографију не треба мешати са пост-квантном криптографијом.