Hvad er kvantekryptografi?
Kvantekryptografi er en form for kryptografi, der bygger på kvantemekanikens principper for at sikre data og afsløre aflytning. Som alle former for kryptografi er kvantekryptografi potentielt brudbart, men det er teoretisk ekstremt pålideligt, hvilket kan gøre det velegnet til meget følsomme data. Desværre kræver det også besiddelse af noget meget specialiseret udstyr, som kan hindre spredning af kvantekryptografi.
Kryptografi involverer udveksling af kodede meddelelser. Afsender og modtager har evnen til at afkode meddelelserne og derved bestemme indholdet. Nøglen og beskeden sendes normalt separat, da den ene er ubrugelig uden den anden. I tilfælde af kvantekryptografi eller kvante nøgeldistribution (QKD), som det undertiden er kendt, er kvantemekanik involveret i genereringen af nøglen for at gøre den privat og sikker.
Kvantemekanik er et ekstremt komplekst felt, men det vigtige at vide om det i forhold til kryptografi er, at observation af noget forårsager en grundlæggende ændring i det, som er nøglen til den måde, hvorpå kvantekryptografi fungerer. Systemet involverer transmission af fotoner, der sendes gennem polariserede filtre, og modtagelse af de polariserede fotoner på den anden side ved hjælp af et tilsvarende sæt filters til at afkode meddelelsen. Fotoner er et fremragende værktøj til kryptografi, da de kan tildeles en værdi på 1 eller 0 afhængigt af deres justering og skabe binære data.
Afsender A ville starte udvekslingen af data ved at sende en række tilfældigt polariserede fotoner, som kunne polariseres ligeledes, hvilket forårsager enten en lodret eller vandret retning eller diagonalt, i hvilket tilfælde fotonen ville skrå den ene eller den anden måde. Disse fotoner ville ankomme til modtager B, som ville bruge en tilfældigt tildelt række rektlinjære eller diagonale filtre til at modtage meddelelsen. Hvis B brugte det samme filter, som A gjorde for en bestemt foton, ville justeringen stemme overens, men hvis han eller hun ikke gjorde det, ville justeringen være anderledes. Dernæst udvekslede de to oplysninger om de filtre, de brugte, og kasserede fotoner, der ikke stemte overens og bevarede dem, der gjorde for at generere en nøgle.
Når de to udveksler information for at generere en delt nøgle, afslører de muligvis de filtre, de bruger, men de afslører ikke justeringen af de involverede protoner. Dette betyder, at denne offentlige information ikke kan bruges til at afkode beskeden, da en aflyttemaskine mangler en kritisk del af nøglen. Mere kritisk ville udvekslingen af oplysninger også afsløre tilstedeværelsen af en aflytter, C. Hvis C ønsker at aflyttes for at få nøglen, bliver han eller hun nødt til at aflytte og observere protonerne og derved ændre dem og advare A og B til tilstedeværelse af en aflytning. De to kan blot gentage processen for at generere en ny nøgle.
Når en nøgle er genereret, kan en krypteringsalgoritme bruges til at generere en meddelelse, der kan sendes sikkert over en offentlig kanal, da den er krypteret.