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Dieses Papier umfaßt auffangen von Quantencryptography. Quantum Cryptography ist eine Methode des Sicherns der Informationen, die seine Zeit erreicht hat. Bis jetzt sind alle mögliche Informationen, die über ein Netz, sogar verschlüsselt gesendet werden, ausgesetzt das Heimlich zuhören gewesen. Es gibt keine harmlosen Methoden des Sicherstellens von von Vertraulichkeit der Informationen. Wenn ein Hacker den Schlüssel für eine Anzeige oder eine Akte gefangennimmt, die allgemeinen Schlüsselcryptography benutzt, ist die Verschlüsselung unbrauchbar. Quantum Cryptography sucht, dieses durch den Gebrauch von Quantenmechanikergrundlagen zu ändern. Wegen dieser Grundlagen, wird ein Quantensystem gestört, wann immer eine Person versucht, es auf gewisse Weise zu messen oder quantitativ zu bestimmen. Wenn ein Hacker den Schlüssel in einem Quantencryptographysystem abfangen sollten, würde es nachweisbare Abweichungen im Schlüssel geben. Die Anzeige oder die Akte würden nicht gesendet, wenn irgendwelche Abweichungen ermittelt werden, folglich würden die Informationen nicht verglichen. Dieses kann nicht im allgemeinen Schlüsselcryptography garantiert werden.
Das Internet hat unsere Leben geändert. Sein unglaubliches Wachstum, besonders über der letzten Dekade hat Verbraucher und Geschäfte aufgeregt. Zusammen mit den Vorteilen hat es in die Weise, die wir leben und arbeiten, es hat geholt auch zusätzliche Interessen geholt. Das größte Interesse ist die Sicherheit der empfindlichen Informationen, wenn es über das Internet übertragen wird. Identität Diebstahl ist mit Informationen wie Sozialversicherung Zahlen, Kreditkarte Zahlen, Bankkontoinformationen und persönlichen Details, die übertragene Millionen Zeiten ein Tag sind in zunehmendem Maße allgemein geworden. Um zu helfen die Vertraulichkeit der persönlichen und korporativen Informationen sicherzustellen hat ER Fachleute und andere an den Gebrauch von Verschlüsselung gewendet. Verschlüsselung ist die kodierung der Informationen, zwecks sie unlesbar zu bilden zu denen, die nicht Zugang zu den Informationen haben sollten. Es gibt viele Methoden des vorhandenen Reichens der Verschlüsselung von einfachem bis zu extrem kompliziertem. Gleichgültig, das Methode Sie, gegenwärtige Methoden alle basieren auf der Wissenschaft von Cryptography wählen. Cryptography ist nicht eine neue Wissenschaft. Er ist wirklich herum für Jahrhunderte gewesen. Bevor das Aufkommen von Computer Cryptography hauptsächlich durch Regierungen verwendet wurde, besonders für die Geheimhaltung der militärischen Informationen. Eins des früh bekannten Gebrauches des Cryptography ist die Caesar Ziffer, die auf römischen Zeiten zurückgeht. (Tyson, 2008)
Dieser Verschlüsselungentwurf wird gesagt, durch Julius Caesar für mit seiner Armee geheim verständigen verwendet worden zu sein. Caesar stellte fest, daß, indem sie jeden Buchstaben in einer Anzeige verschob, eine Standardanzahl von Räumen, er seinen Generälen sichere Anzeigen schicken könnte. Die Ziffer, die er einsetzte, war einfach aber wirkungsvoll. Er würde jeden Buchstaben eine Klartextanzeige drei in den Räumen rechts innerhalb des Alphabetes verschieben. Räume und Interpunktion würden unverändert bleiben. Wenn ein Feind geschah, die Ziffertextanzeige abzufangen, würde sie als Kauderwelsch erscheinen, da nur Caesars Generäle den Code kannten. Z.B. würde die “Auftrag Rückkehr nach” Rom "UHWXUA WR URPH" werden. Sobald seine Kommandanten eine Anzeige empfingen, konnten sie sie, indem sie einfach jeden Buchstaben, dechiffrieren verschoben unterstützen drei Räume nach links den Klartext aufdeckend. (Dreiheit, 2006)
Obgleich dieses eine starke genug Verschlüsselungmethode für Caesar s’Zeit war, ist menschlicher gegründeter Code sehr einfach, damit ein Computer knackt. Tatsächlich wegen unseres Verständnisses von Cryptography heute, können solche Ziffern geknacktes ziemlich einfaches eigenhändig verwendendes vorgerücktes Mathe und Statistiken sein. Folglich verwenden Verschlüsselungsysteme im Gebrauch heute auf dem Internet alles computer-gestützte Algorithmen. Die Mehrheit einen Computerverschlüsselungsystemen im Gebrauch kann in eine von zwei Kategorien eingestuft werden. Sie verwenden entweder Symmetrischschlüssel Verschlüsselung oder Öffentlichkeit-Schlüssel (asymetrische) Verschlüsselung.
Symmetrisch-Schlüssel verwendet einen Schlüssel, einen privaten Schlüssel, der auf einem bestimmten Algorithmus, zu basiert, verschlüsseln und entschlüsseln eine Akte. Öffentlichkeit-Schlüssel Verschlüsselung verwendet zwei Schlüssel. Ein Schlüssel, der allgemeine Schlüssel, der geteilt wird, wird verwendet, um eine Akte zu verschlüsseln. Ein zweiter Schlüssel, genannt einen privaten Schlüssel, wird verwendet, um die Akte zu entschlüsseln. Dieses wird durch den Gebrauch von einem Durcheinanderwert getan. Die Grundidee ist, den niedrigen Eingang mit dem Durcheinanderalgorithmus zu ändern. Ein einfaches Beispiel wurde ein Eingang Wert von 10.000 multipliziert mit einem Durcheinander von 150. Der Ausgang würde ein Durcheinanderwert von 1.500.000 sein. Wenn jemand den Durcheinanderwert abfangen sollten, würde es schwierig sein, den ursprünglichen Wert von 10.000 ohne den Durcheinanderalgorithmus zu haben festzustellen. Durcheinanderalgorithmen sind wirklich viel komplizierter als dieses mit den Schlüsseln, die stark auf Zahlen 128-bit oder basieren. Eine Zahl 128-bit hat 2128 mögliche Kombinationen. Dieses’s 3.402.823.669.209.384.634.633.746.074.300.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 unterschiedliche Werte! (Tyson, 2008)
Obwohl diese scheint, eine astronomisch hohe Zahl zu sein und man sich wundern würde, wie dieses nicht harmlos sein könnte, gibt es einen Hauptfehler mit den Verschlüsselungmethoden, die z.Z. verwendet werden. Der Schlüssel muß von den in Verbindung stehenden Parteien bekannt. Das Problem liegt dann, wenn es sicher die Schlüssel verteilt. Wenn jemand den Schlüssel abfängt oder entdeckt, sogar kann das kompliziertste und kostspieligste Verschlüsselungsystem unbrauchbar gemacht werden. Meistens unter Standards’des heutigen Tages s ist es unmöglich, mit absoluter Sicherheit festzustellen, daß die Schlüssel, die verwendet werden, nicht verglichen worden sind. Quantum Schlüsselcryptography, der auch Quantenschlüsselverteilung genannt wird, sucht, dieses durch den Gebrauch der Quantenmechaniker zu ändern. Diese Methode würde Benutzern erlauben, eine geteilte gelegentliche Bitkette zu produzieren, um eine Anzeige zu verschlüsseln und zu entschlüsseln. Quantum Schlüsselverteilung würde sicherstellen, daß diese Zeichenkette nur zu den Parteien bekannt, daß die Anzeige für bestimmt ist.
Die Theorie der Quantenmechaniker ist herum für mehr als
achtzig Jahre jetzt gewesen-. Obgleich viele seiner Konzepte
Kostenzähler-intuitiv sind, hat sie eine genaue Beschreibung der Welt
auf einem Atomniveau zur Verfügung gestellt. Diese Theorie ist
verwendet worden, um viele von den grossen Fortschritten und von den
Entdeckungen unserer Zeit zu bilden. Laser entwerfend, haben
Faser-Optik, Festplattenlaufwerke und Computerspäne gewesene alle
möglicher Dank der Quantenmechaniker. Dank ein ständig
steigendes Verständnis und weitere technische Fortschritte, das wir
angefangen haben, die Fähigkeit zu haben, die Quantenzustände der
einzelnen subatomic Partikel zu manipulieren. Dieses erlaubt
uns, die merkwürdigen Quanteneigenschaften in einer direkteren Weise
zu benutzen.
Menschen gewohnt zu, an Informationen zu denken in einer
abstrakten Weise. Computer nicht. Wir denken an die
Informationen, die in den Computern entweder als 0 “oder” 1 “gespeichert werden”. In
der Wirklichkeit werden Informationen physikalisch durch das
Vorhandensein oder das Fehlen von einer elektrischen Aufladung, einem
Strom oder einem Lichtstrahl dargestellt. Eine positive
Aufladung oder ein Lichtstrahl würden 1 “darstellen”. Der Mangel an Aufladung
oder Licht würde 0 “darstellen”. Wie
Technologiefortschritte Stromkreise in zunehmendem Maße klein werden.
Quantum Effekte sind wichtiger geworden, da wir Annäherung
Herstellung an nano-einstufen haben. Selbstverständlich würde
die entscheidende Begrenzung in der Informationstechnologie
Informationen durch den Quantenzustand eines einzelnen Partikels, wie
der Polarisation eines Photons darstellen sollen. (Schilder,
Yuan, 2007)
Cryptography ist ein lebenswichtiges Teil des Schützens des heutigen Computers und der Kommunikationsnetze geworden. Quantum Cryptography ist eine sichere Methode von Kommunikationen, weil es Nutzen aus den merkwürdigen einzigartigen Eigenschaften der Quantenzustände zieht. Anders als klassische Physik ändern die einfache Tat des Messens eines Quantenzustandwillen im allgemeinen diesen Zustand. Dieses erlaubt zwei Benutzer, die mit Quantencryptography, das Vorhandensein eines eavesdropper zu ermitteln in Verbindung stehen, das versucht, den Schlüssel abzufangen. Wenn ein eavesdropper einen Schlüssel abfängt, der in Quantenzustände übertragen wird und, ihn “zu messen” versucht, können sie nicht ihn, zu ändern vermeiden. Die Abweichungen, die verursacht wurden, würden nachweisbar sein und die verschlüsselte Anzeige oder die Akte würden nicht gesendet. Es ist wichtig, zu verstehen, daß Quantencryptography nicht benutzt wird, um die Anzeige oder die Akte zu übertragen, aber eher wird verwendet, einen Schlüssel zu produzieren und zu verteilen. Benutzer können jeden möglichen Verschlüsselungalgorithmus verwenden, den sie beschlossen, eine Anzeige zu chiffrieren oder zu dechiffrieren. Die Anzeige kann über einen Standardkommunikationskanal ohne Furcht dann übertragen werden, da Sie wissen, daß der Schlüssel sicher ist.
Für die Zwecke dieses Papiers verwenden wir zwei
Benutzer, Alice und Bob, in unseren Beispielen. Lassen Sie uns
Alice annehmen muß Bob eine Anzeige oder eine Akte, wie korporative
Bankkontoinformationen, über einem ungesicherten Kommunikationskanal
schicken. Vertraulichkeit ist von größter Wichtigkeit.
Folglich Alice und Bob müssen einen geheimen Schlüssel
verwenden. Anders als andere Methoden der Verteilung, garantiert
Quantencryptography, daß niemand den Schlüssel hat. Alice Dose
wählen dann jeden möglichen Algorithmus, den sie ihre Anzeige in
Ziffertext verschlüsseln möchte. Der Ziffertext ist zu einem
eavesdropper unintelligible, das wir Vorabend nennen, aber Bob würde
sein, den sicheren Schlüssel zu verwenden, um die Anzeige zu
entschlüsseln. Um die Gefahr des Schlüssels weiter zu
verringern, der durch Analyse verschlüsselter Texte entdeckt wird,
erlaubt Quantenschlüsselverteilung auch daß der Schlüssel häufig
geändert wird. (Yuan)
Die Vorrichtungen, die in den Quantencryptographyvorrichtungen setzen benutzt werden gewöhnlich, einzelne Photonen des Lichtes ein und benutzen entweder die Heisenberg Ungewißheit Grundregel oder Quantenverwicklung. Entsprechend der Heisenberg Ungewißheit Grundregel sind bestimmte Paare der physikalischen Eigenschaften bis eins anders in der Richtung ergänzend, daß das Messen von von einer Eigenschaft die andere stört. Es gibt zwei ergänzende Eigenschaften, die häufig im Quantencryptography benutzt werden. Diese ergänzenden Eigenschaften sind die zwei Arten der Polarisation für Photonen. Geradlinige Polarisation ist das vertikale und horizontale Polarisation und diagonale Polarisation ist an 45° und an 135°.
Quantum Verwicklung ist ein Zustand, in dem die physikalischen Eigenschaften von zwei oder mehr Partikeln physikalische Eigenschaften haben, die stark aufeinander bezogen werden. Diese Partikel können Informationen teilen, die quantitativ bestimmt werden kann nicht, indem man den Zustand eines einzelnen Partikels mißt. Selbst wenn Sie den Zustand von einem Partikel festsetzen, gibt er keine Anzeige über den Zustand der anderen Partikel. Die Wechselbeziehung dieser physikalischen Eigenschaften besteht, egal wie weit auseinander die Partikel sein können.
Es gibt zwei Protokolle, die auf diesen zwei Theorien der
Quantenmechaniker basieren. Das erste basiert auf der Heisenberg
Ungewißheit Grundregel und wurde in 1984 theoretischen Physikern
Charles Bennett an IBM und am Gilles Brassard an der Universität von
Montreal verursacht. Es verwendet die Polarisation der Photonen,
um Informationen zu kodieren und wird BB84 nach seinen Erfindern und
dem Jahr benannt, die sie verursacht wurde. Mit BB84 würde
Alice eine gelegentliche Spitze, entweder 0 “oder” 1 “verursachen”. Sie würde
dann entweder ein geradliniges vorwählen, oder der diagonale Zustand,
zum es zu übertragen spezifizierte innen in einer Tabelle. Sie
würde dann einen Photonpolarisationszustand abhängig von dem Spitze
Wert und dem Zustand vorbereiten. Alice würde dann ein
einzelnes Photon Bob im spezifizierten Zustand übermitteln.
Dieses Protokoll beruht auch auf Quantenzufallscharakter, um ein
eavesdropper vom Lernen des geheimen Schlüssels zu halten.
(Wikipedia, 2008)
Das zweite Protokoll wurde von Artur Ekert 1991
verursacht und verwickelte Paare Photonen verwendet. Diese Paare
können von Alice oder von Bob erzeugt werden entweder. Sie
können von einer unterschiedlichen Quelle solange Alice und Bob jedes
Ende oben mit einem Photon vom Paar sogar erzeugt werden. Das
Protokoll beruht auf den Eigenschaften der Verwicklung. Wir
können die verwickelten Zustände von den tadellos aufeinander
bezogenen Photonen bilden. Zum Beispiel wir können die
Polarisation von den Partikeln gegenüber einander bilden.
Folglich wenn Alice und Bob ihre Partikel prüfen und Alice’s vertikal ist, ist’Bob s mit
Wahrscheinlichkeit 100% horizontal. Dieses würde auch wenn sie
beides Maß irgendein anderes Paar orthogonale Polarisationen
zutreffend sein. Dieses würde Bob erlauben, den Zustand Alice s’des Partikels zu kennen und umgekehrt. Jedoch
konnte Vorabend nicht auch nicht ein messen und den Zustand vom
anderen feststellen. Tatsächlich würde jeder möglicher
Versuch heimlich zuzuhören die Wechselbeziehung ruinieren und sein
nachweisbar.
Diese zwei Protokolle liefern Alice und Bob identische Schlüssel. Wenn die Schlüssel sich unterscheiden, könnte er wegen Vorabends oder sogar einer Unvollkommenheit im Getriebe selbst sein. Wenn ein Schlüssel scheint verglichen zu werden, gibt es zwei Methoden, Informationen Versöhnung und Privatlebenverstärkung, die Ausgabe zu beheben. Informationen Versöhnung wird verwendet, um Alice sicherzustellen und Bob haben identische Schlüssel und verwenden allgemein das Kaskadeprotokoll für Fehlerkorrektion. Dieses geschieht in einigen Umläufen und kann Vorabend zusätzliche Informationen über die Schlüssel geben. Dieses ist, wohin Privatlebenverstärkung hereinkommt. Privatlebenverstärkung verwendet eine Universaldurcheinanderfunktion, um einen neuen kürzeren Schlüssel zu produzieren, so daß Vorabend minimale Informationen über den neuen Schlüssel haben würde. Der neue Schlüssel würde gründete auf den ermittelten Störungen verkürzt.
Es gibt ein sehr großes kommerzielles Potential für Quantencryptography. In Europa und in den US hat es private Investition in einigen Start-upfirmen angezogen. Momentan haben diese Firmen ihr Geschäft in Richtung in Richtung den Korporationen und zu den Regierungen mit hohen Sicherheit Interessen gezielt. Bis jetzt sind Eilboten für Schlüsselverteilung in den hohen Sicherheit Situationen benutzt worden, in denen traditionelle Schlüsselverteilung nicht genügend Versicherung anbot. Diese Methode kann extrem zeitraubend sein, und es gibt noch die Wahrscheinlichkeit, die ein Eilbote verglichen werden konnte. Mit Quantencryptography würde dieses nicht mehr notwendig sein, da es möglich ist, jedes mögliches Abfangen des Schlüssels zu ermitteln. Quantum Schlüsselverteilung ist auch preiswerter als ein sicheres Eilbotenetz sowie Sein zuverlässiger und automatisiert.
Jedoch gibt es noch einige Faktoren, die die breite Annahme von Quantencryptography verhindern. Die Kosten der Ausrüstung sind noch verglichen mit traditioneller Netzwerkanschluß- und Verschlüsselungausrüstung ziemlich hohes. Es hat auch einen Mangel an demonstrierten Drohungen gegen vorhandene Schlüsselaustauschprotokolle für typischen Gebrauch gegeben. Viele mögliche Klienten ermangeln ein Verständnis der Physik hinter Quantenmechanikern. Diese KlientenSIND an traditionellen Cryptography anstatt gewöhnt. Benutzer benötigen Versicherung von den Verkäufern, die die Ausrüstung und die Methoden, die betroffen sind, sicher sind. Z.Z. hat Sicherheit Bescheinigung der Ausrüstung nicht eine breite Verbreitung, geltenden Standard.
Trotz dieser Ausgaben können wir ruhig Quantenschlüsselverteilung Trickle unten sehen, um Hauptnetze zu glätten. Die Infrastruktur ist innen bereits im Platz in vielen Ländern für einen weitverbreiteteren Gebrauch. Faseroptiknetze werden in diesen Ländern für Internet sowie Telefon- und Fernsehendienstleistungen benutzt. Als die Technologie und der Markt für Quantencryptographyfortschritte können wir Preise erwarten, um zu fallen. Wir könnten diese Produkte in den inländischen Anwendungen in nur 10 Jahre sehen. (Wikipedia, 2008)
Betriebsmittel:
* Mayers, D (Sicherheit 2001).Unconditional im Quantencryptography. Journal des ACM. 48, 351-406.
* Smolin, A (frühe Tage 2004).The vom experimentellen Quantencryptography. IBM Journal der Forschung und des Developement. 48, 47.
Schilder, A und Yuan, Z, (2007, Mai 1). Schlüssel zur Quantum Industrie. Zurückgeholt März 18, 2008, von der physicsworld.com Web site: http://physicsworld.com/cws/article/print/27161
Tyson, J. Wie Verschlüsselung Arbeitet. Zurückgeholt April 12, 2008, von der Howstuffworks Web site: http://www.howstuffworks.com/encryption.htm
(2006, Januar 18). Cryptography -- Caesar Ziffer. Zurückgeholt April 12, 2008, von der Dreiheit-Hochschulweb site: http://www.trincoll.edu/depts/cpsc/cryptography/caesar.html
(2008, März 16). Quantum Cryptography. Zurückgeholt März 18, 2008, von der Wikipedia Web site: http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_cryptography
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