Son araştırmalar kuantum algoritmalarının tipik kriptoloji problemlerini klasik algoritmalardan çok daha hızlı çözebildiğini göstermektedir.
Şifreleme için herhangi bir kuantum algoritması geliştirildi mi?
BB84'ün farkındayım , ancak ağı çözmek için sadece kısmi bir çözüm gibi görünüyor.
Yanıtlar:
Kuantum şifreleme , güvenliği kuantum mekaniğinin aksiyomlarına dayanan (teorik olarak, zaten) kriptografik protokolleri yürütmek için ayrıntılı fiziksel makinelere dayanır.
BB84 protokolündeki wikipedia girişini alıntılamak için:
Protokolün güvenliği, bilgileri dikey olmayan durumlarda kodlamaktan gelir. Kuantum belirsizliği, bu durumların genel olarak orijinal durumu bozmadan ölçülemeyeceği anlamına gelir (bkz. Klonlama teoremi yok).
İyi bir soru ve cevaplar var hakkında "Kuantum Kriptografi Ne güvenli yapar?" crypto.stackexchange üzerinde. Onlar ayrıntılı, bu yüzden içeriği buraya kopyalamaktan kaçınacağım.
Kuantum kriptografi, protokolün bir çalışmasını yürütmek için özel makineler gerektirir. Bu, modern kriptografiye kıyasla ihmal edilemez bir dezavantajdır. Quantum Cryptography kullanmak istiyorsanız , hizmeti sunan ticari kuruluşlardan birini ödemeniz gerekir .
Modern şifreleme, yeterli kaynaklara sahip (bu gün ve yaştaki neredeyse tüm bilgisayarlar olan) herhangi bir eski bilgisayar tarafından gerçekleştirilebilen yazılımda uygulanan matematiksel algoritmaları kullanır. Algoritmaların çıkışları, keyfi bir iletişim ortamı yoluyla iletilebilir.
Web tarayıcınızda URL'nin yanında yeşil bir asma kilit görüyorsanız, bu siteyle olan bağlantınız, modern şifreleme ile güvence altına alındığı anlamına gelir - bu, sizin için ücretsiz olarak etkili bir şekilde yapılmaktadır.
Kuantum kriptografisinin genellikle evrenin yasaları nedeniyle koşulsuz kırılmaz olduğu düşünülmektedir. Bu gerçek olamayacak kadar iyi geliyor ve maalesef öyle. Birinin mesajınızı almanızı beklemesini ve mesajın ne olduğunu açığa kadar sizi tehdit etmesini engelleyen hiçbir şey yoktur . Ayrıca, rakiplerin donanımı kurcalama yeteneği sorunu da vardır. Bu noktaların oldukça etkileyici ama derinlemesine bir incelemesi için cr.yp.to adresindeki blog yayınına bakın. .
Temel olarak, tüm güvenli şekilde güvenli kriptografik tekniklerde olduğu gibi , bu garantiler sadece ispatların dayandığı varsayımlar çerçevesinde sağlanır. Bu varsayımlarda bir delik bulan bir düşman, algoritmaların sunduğu teorik garantileri atlatabilir. Bu, QC'nin tamamen değersiz ve açıkça işlevsel olmadığı anlamına gelmez, ancak her zaman olduğu gibi "kanıtlanabilir güvenliğin", uygulamada ihlal edilebilecek bazı varsayımlara dayanması gerektiği anlaşılmalıdır.
Sadece kuantum hesaplama ile gerçekleştirilebilen bir kriptografik ilkel var: İptal edilebilir bir zaman kilidi . Temel fikir, bir kuantum bilgisayarda çözülmesi için belirli bir zamana ihtiyaç duyan bir problem oluşturmaktır, ancak kuantum hesaplaması kanıtlanabilir bir şekilde iptal edilebilir .
Sorunuzun birçok ilginç cevabı olduğunu düşünüyorum, ancak kuantum teorisinin kriptografiye en büyüleyici sonucunu kişisel olarak bulduğumu belirtmek istiyorum.
Klasik karşılığı olmayan en büyüleyici kuantum olaylarından biri klonlama değildir . Bu aslında, kuantum durum hakkında yeterli bilgiye sahip değilseniz, daha fazla kopyasını hazırlayamayacağınız anlamına gelir. Bu (gayri resmi olarak) belirsizlik ilkesinin yeniden ifadesi olarak görülebilir: hakkında hiçbir şey bilmediğiniz bir sistemin iki mükemmel kopyasını hazırlayabiliyorsanız, hiçbir şey her bir kopyayı farklı bir temelde ölçmenizi engellemez, böylece karşılıklı olarak tarafsız iki bilgi edinmenizi engellemez. özellikleri (örneğin, bir elektronu mükemmel şekilde kopyalayabiliyorsanız, bir kopyadaki momentumunu ve diğer kopyadaki konumunu ölçebilirsiniz).
ve temel varsayım, algoritmayı her zaman tekrarlayabileceğimizdir. Klasik olarak önemsiz olmakla birlikte, giriş durumu ölçülebildiği ve böylece geri döndürülemez şekilde yok edilebildiği için, bu varsayım genellikle kuantum aleminde yoktur. Marriot ve Watrous tarafından BQP algoritmalarının hala bu şekilde yükseltilebileceği gösterilmiştir, ancak bunu yapmanın yolu oldukça önemsizdir.
Tahmin edebileceğiniz gibi, şimdi "limonata limonata" aşaması geliyor. Çünkü klonlama devletleri imkansızsa, insanların para gibi kopyalarını yapmalarını istemediğimiz şeyleri tasarlamak için bunu kendi yararımıza kullanabilir miyiz?
Şaşırtıcı bir şekilde, bu fikir kuantum hesaplama ve bilginin çoğunu engelliyor. 1968 gibi erken bir zamanda, Steve Wiesner sahte bir şekilde fiziksel olarak imkansız olan parayı uygulamak için klonlama yapılmamasını önerdi. Daha şaşırtıcı bir şekilde, yapımı son derece basittir ve sadece yerel Hadamard kapılarını uygulama yeteneğini gerektirir (ve sonuç olarak, para tamamen ayrılabilir bir duruma kodlanır). Ne yazık ki, hikaye ilerledikçe, Wiesner atılımını on yıldan fazla bir süre boyunca yayınlayamadı.
Klonlama yapılmayan uygulamalar büyük ölçüde genişletildi ve kamu kuantum parası gibi çok doğal başka sorunların devam eden araştırmaları var (Wiesner'ın şemasında, sadece parayı yaratan bunu doğrulayabilir. Bu soru şudur: kimsenin doğrulayamayacağı ancak kimsenin sahte olamayacağı para kazanın ) ( ayrıca bakınız ), kuantum kopya koruması , klonlanamayan şifreleme , bir defalık imza simgeleriBunların hepsi klasik olarak imkansız olan ancak kuantum hesaplamayı (bazı hafif hesaplama varsayımları altında) kullanarak mümkün olabilecek büyüleyici ilkellerdir. Tekniğin mevcut durumu, bu tür yapıların neredeyse hepsinin ya güçlü (ya da sadece düzensiz) varsayımlara ya da gerçekçi olmayan bir kehanetin varlığına dayanmasıdır. Ancak bu soruların nispeten yeni olduğunu ve bunları içeren araştırmaların çok aktif olduğunu unutmayın!