Фізики з Університету Рочестера, технологій і Національного інституту стандартів і Массачусетського технологічного університету в перший раз реалізували на практиці повністю стійку сукупність квантового шифрування. Вона дозволяє передавати шість біт інформації в кожному фотоні сигналу, причому протяжність ключа менше ніж протяжність повідомлення. Це дозволяє передавати новий ключ в головного повідомлення, що нереально в хороших варіантах шифрування.
Опис способу є на arXiv.org, коротко про нього інформує MIT Technology Review.
Повністю стійкими іменуються ті методи шифрування, якісь не дозволяють розшифрувати повідомлення без таємного ключа крім того такому злочинцеві, що володіє дуже величезними обчислювальними потужностями. До таких методів відноситься, наприклад, шифр Вернама. Для його застосування потрібна пара умовних «блокнотів» зі випадково-згенерували таємними ключами, будь-яка сторінка яких вживається тільки один раз.
До кожного знаку повідомлення додається число з таємного ключа, відповідно, для розшифровки це число треба відняти. При спробі злочинця підібрати таємний ключ, він візьме комплект всіляких фраз такої ж довжини, як і зашифроване повідомлення. Ідентифікувати шукану дані серед них буде нереально.
У 1949 році Клод Шеннон з'ясував головні вимоги до повністю стійким шифрів. Зокрема, ключ для для того щоб шифру має дорівнювати по довжині або перевершувати довжину кодованого повідомлення. Але фізики довели, що в квантової криптографії це вимога теоретично можливо обійти і зробити ключ експоненціально менше самого повідомлення.
У новій роботі вчені показали на практиці розробку для того щоб квантового шифрування. В основі пристрою лежать просторові модулятори світла (SLM) - матриці (в досвіді - 512? 512), що перетворюють інтенсивність і фазу проходить через них світла певним відомим чином в залежності від положення матриці. Після цього пройшов світло передавався безпосередньо, відкритим методом.
Поряд з цим відбувається лінійний зсув точки фокуса променя. Не знаючи, які конкретно якраз перетворення були зроблені, неможливо відновити вихідні характеристики світла.
Для розшифровки крім цього вживається модулятор світла, що робить зворотне перетворення. Потім світло фокусується на однофотонний детектор 8? 8 пікселів - положення точки фокуса відповідає записаної в фотонах інформації. Так, застосовуючи поодинокі фотони для передачі даних, імовірна передача до шести біт (26 = 8? 8) інформації на фотон.
Крім того в разі якщо перехоплює відкриту дані злочинець буде володіти таким же модулятором світла, яким володіють одержувач і відправник сигналу, не знаючи послідовність дій з модулятором, він не зможе повернути дані.
Крім цього вчені продемонстрували, що розмір ключа, що застосовується в шифруванні менше, ніж протяжність повідомлення, що дозволяє поміщати в повідомлення новий ключ. Це дозволяє вирішити проблему надійної передачі ключа від відправника до одержувача. Під час експерименту дослідники кодували на 6 біт ключа 1 біт повідомлення 2,3 біта таємного ключа і 2,7 біт зайвої інформації, потрібної щоб зрозуміти, чи правильно розшифровано повідомлення.
Квантові технології №7: криптографія і зв'язок
цікаві записи
Популярні статті на сайті:
Співробітники University of Bristol (Англія) заявили про те, що вони відкрили нову сторінку в історії оптичних квантових комп'ютерів [1]. Ними в перший раз ...
Пара незвичайний, але прекрасно вивчений нюанс квантової фізики, впізнаваний, як квантова зв'язаність фотонів - зможуть відкрити нові можливості в ...
Дослідниками з Університету Іллінойсу (University of Illinois) запропонована концепція так званих цифрових квантових батарей, якісь повинні володіти ...
Квантовий світ дуже далекий від вітчизняного, тому його закони досить часто здаються нам незвичайними і контрінтуітівное. Але серйозні новини ...
Численний колектив дослідників з Массачусетського технологічного університету (США) зазнав в дії нову розробку тканин і візуалізації ...