Este papel cubrirá el campo de la criptografía del quántum. La criptografía de Quantum es un método de asegurar la información que ha alcanzado su tiempo. Hasta este momento, cualquier información enviada a través de una red, incluso cifrada, ha estado conforme a escuchar detras de las puertas. No hay métodos a toda prueba de asegurar el secreto de la información. Si un hacker captura la llave para un mensaje o un archivo que utilice la criptografía dominante pública, el cifrado es inútil. La criptografía de Quantum intenta cambiar esto con el uso de los fundamentales del mecánico del quántum. debido a estos fundamentales, se interrumpe un sistema del quántum siempre que una persona intente medirlo o cuantificar de una cierta manera. Si un hacker interceptara la llave en un sistema de la criptografía del quántum habría anomalías perceptibles en la llave. El mensaje o el archivo no sería enviado si se detectan algunas anomalías, por lo tanto la información no sería comprometida. Esto no se puede garantizar en criptografía dominante pública.
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El Internet ha cambiado nuestras vidas. Su crecimiento increíble, especialmente durante la década pasada ha excitado consumidores y negocios. Junto con las ventajas ha traído de la manera que vivimos y que trabajamos, él también ha traído preocupaciones adicionales. La preocupación más grande es la seguridad de la información sensible cuando está transmitida a través del Internet. El hurto de la identidad ha llegado a ser cada vez más común con la información tal como números de Seguridad Social, números de la tarjeta de crédito, información de la cuenta bancaria, y detalles personales que eran millones transmitidos de épocas al día. Para ayudar a asegurar el secreto de la información personal y corporativa los profesionales y otros ha dado vuelta al uso del cifrado. El cifrado es la codificación de la información para hacerla ilegible a las que no deban tener acceso a la información. Hay muchos métodos de extenderse disponible del cifrado de simple a extremadamente complejo. Ninguna materia que el método usted elige, los métodos actuales todos se basa en la ciencia de la criptografía. La criptografía no es una nueva ciencia. Ha estado realmente alrededor por siglos. Antes de que el advenimiento de la criptografía de las computadoras fuera utilizado sobre todo por gobiernos, especialmente para el secreto de la información militar. Una de las aplicaciones lo más temprano posible sabidas de la criptografía es la cifra de Caesar, que fecha de nuevo a las épocas romanas. (Tyson, 2008)
Este esquema del cifrado se dice para haber sido utilizado por Julio Caesar para comunicarse secretamente con su ejército. Caesar se determinó que cambiando de puesto cada letra en un mensaje un número estándar de espacios, él podría enviar sus generales mensajes seguros. La cifra que él empleó era simple pero eficaz. Él cambiaría de puesto cada letra en espacios de un mensaje tres del plaintext a la derecha dentro del alfabeto. Los espacios y la puntuación seguirían siendo inalterados. Si un enemigo sucediera interceptar el mensaje del texto de la cifra, aparecería como guirigay puesto que solamente los generales de Caesars sabían el código. Por ejemplo la vuelta “de la orden a Roma” se convirtió en "UHWXUA WR URPH". Una vez que sus comandantes recibieran un mensaje, podrían descifrarlo simplemente cambiando de puesto cada letra mueven hacia atrás tres espacios a la izquierda que revelaba el plaintext. (trinidad, 2006)
Aunque esto era bastante fuerte un método del cifrado por el tiempo’de Caesar s, el código basado humano es muy fácil para que una computadora se agriete. En el hecho, debido a nuestra comprensión de la criptografía hoy, tales cifras pueden ser matemáticas y estadística avanzadas a mano que usan bastante fáciles agrietadas. Por lo tanto, los sistemas del cifrado en uso en el Internet todo utilizan hoy algoritmos computarizados. La mayoría de sistemas del cifrado de la computadora en uso puede ser clasificada en una de dos categorías. Utilizan el cifrado de la sime'trico-llave o el cifrado (asimétrico) de la pu'blico-llave.
la Sime'trico-llave utiliza una llave, una llave privada basada en un algoritmo particular, a cifra y descifra un archivo. el cifrado de la Pu'blico-llave utiliza dos llaves. Una llave, la llave pública se comparte que, se utiliza para cifrar un archivo. Una segunda llave, llamada una llave privada, se utiliza para descifrar el archivo. Esto se hace con el uso de un valor del picadillo. La idea básica es cambiar la entrada baja usando el algoritmo del picadillo. Un ejemplo simple un valor de la entrada de 10.000 multiplicados por un picadillo de 150. La salida sería un valor del picadillo de 1.500.000. Si alguien interceptara el valor del picadillo, sería difícil determinar el valor original de 10.000 sin tener el algoritmo del picadillo. Los algoritmos del picadillo son realmente mucho más complejos que esto con las llaves que son basadas en los números 128-bit o más arriba. Un número 128-bit tiene 2128 combinaciones posibles. ¡Diversos’valores de ese s 3.402.823.669.209.384.634.633.746.074.300.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000! (Tyson, 2008)
Aunque éste se parece ser un número astronómico alto, y uno se preguntaría cómo éste no podría ser a toda prueba, hay un defecto importante con los métodos del cifrado que son utilizados actualmente. La llave se debe saber por los partidos que se comunican. El problema entonces miente en distribuir las llaves con seguridad. Si alguien intercepta o descubre la llave, incluso el sistema más complejo y más costoso del cifrado se puede hacer inútil. A menudo bajo estándares’de hoy s es imposible determinarse con certeza absoluta que las llaves que eran utilizadas no se han comprometido. La criptografía dominante de Quantum, que también se llama distribución de la llave del quántum, intenta cambiar esto con el uso de los mecánicos del quántum. Este método permitiría que los usuarios produjeran una secuencia de pedacito al azar compartida para cifrar y para descifrar un mensaje. La distribución dominante de Quantum se aseguraría de que esta secuencia fuera sabida solamente a los partidos que el mensaje está pensado para.
La teoría de los mecánicos del quántum ahora ha sido
alrededor por más de ochenta años. Aunque muchos de sus
conceptos son contador-intuitivos, ha proporcionado una descripción
exacta del mundo en un nivel atómico. Esta teoría se ha
utilizado para hacer muchos de los avances principales y de los
descubrimientos de nuestro tiempo. Diseñando los lasers, la
fibra-o'ptica, las impulsiones duras, y las virutas de computadora
tienen todos sidos gracias posibles a los mecánicos del quántum.
Gracias a entender siempre de aumento y más lejos a avances en
tecnología que hemos comenzado a tener la capacidad de manipular los
estados del quántum de partículas subatomic individuales. Esto
permite que utilicemos las características extrañas del quántum en
una manera más directa.
Utilizan a los seres humanos al pensamiento en la información
en una manera abstracta. Las computadoras no . Pensamos en
la información que es almacenada en computadoras como “un
0” o “1”. En actualidad, la
información es representada físicamente por la presencia o la
carencia de una carga eléctrica, de una corriente, o de un haz de
luz. Una carga o un haz de luz positiva representaría “un 1”. La carencia de la carga o de la
luz representaría “un 0”. Como los
circuitos de los avances de la tecnología están llegando a ser cada
vez más pequeños. Los efectos de Quantum han llegado a ser
más importantes pues tenemos fabricación del acercamiento en
nano-escalamos. Por supuesto el último límite en tecnología
de información sería representar la información por el estado del
quántum de una sola partícula, tal como la polarización de un
fotón. (Protectores, Yuan, 2007)
La criptografía se ha convertido en una parte vital de proteger redes de hoy de la computadora y de comunicaciones. La criptografía de Quantum es un método seguro de comunicaciones porque se aprovecha de las características únicas extrañas de los estados del quántum. Desemejante de la física clásica, el acto simple de medir una voluntad del estado del quántum en general altera ese estado. Esto permite a dos usuarios que se comunican con la criptografía del quántum para detectar la presencia de un eavesdropper que intenta interceptar la llave. Si un eavesdropper intercepta una llave transmitida en estados del quántum y procura “medirla” , no pueden evitar de alterarla. Las anomalías creadas serían perceptibles y el mensaje o el archivo cifrado no sería enviado. Es importante entender que la criptografía del quántum no está utilizada para transmitir el mensaje o el archivo, pero se utiliza algo producir y distribuir una llave. Los usuarios pueden utilizar cualquier algoritmo del cifrado que eligieran codificar o descifrar un mensaje. El mensaje se puede entonces transmitir a través de un canal de comunicaciones estándar sin miedo, puesto que usted sabe que la llave es segura.
Para los propósitos de este papel utilizaremos a dos
usuarios, Alicia y Bob, en nuestros ejemplos. Asumamos a Alicia
necesita enviar Bob un mensaje o un archivo, tal como información
corporativa de la cuenta bancaria, sobre un canal de comunicaciones
sin garantía. El secreto es de la importancia extrema.
Por lo tanto Alicia y Bob necesitan utilizar una llave secreta.
Desemejante de otros métodos de distribución, la criptografía
del quántum garantiza que ninguna otra tiene la llave. La lata
de Alicia entonces elige cualquier algoritmo que ella desee cifrar su
mensaje en el texto de la cifra. El texto de la cifra será
unintelligible a un eavesdropper que llamemos víspera, pero Bob
podría utilizar la llave segura para descifrar el mensaje. Para
reducir más lejos el riesgo de la llave que es descubierta con
criptoanálisis, la distribución dominante del quántum también
permite que la llave sea cambiada con frecuencia. (Yuan)
Los dispositivos usados en dispositivos de la criptografía del quántum emplean típicamente los fotones individuales de la luz y utilizan el principio de la incertidumbre de Heisenberg o el enredo del quántum. Según el principio de la incertidumbre de Heisenberg, ciertos pares de características físicas son complementarios a uno otro en el sentido que medir una característica disturbará la otra. Hay dos características complementarias que se utilizan a menudo en criptografía del quántum. Estas características complementarias son los dos tipos de polarización para los fotones. La polarización rectilínea es la vertical y la polarización horizontal y la polarización diagonal está en 45° y 135°.
El enredo de Quantum es un estado donde las características físicas de dos o más partículas tienen características físicas que se correlacionen fuertemente. Estas partículas pueden compartir la información que no puede ser cuantificada midiendo el estado de una sola partícula. Incluso si usted determina el estado de una partícula no da ninguna indicación del estado de las otras partículas. La correlación de estas características físicas existe no importa cómo lejos aparte las partículas pueden estar.
Hay dos protocolos basados en estas dos teorías de los
mecánicos del quántum. El primer se basa en el principio de la
incertidumbre de Heisenberg y fue creado en 1984 físicos teóricos
Charles Bennett en la IBM y el brazal de Gilles en la universidad de
Montreal. Utiliza la polarización de fotones para codificar la
información y se llama BB84 después de sus inventores y del año que
fue creada. Usando BB84, Alicia crearía un pedacito al azar, “un 0” o “1”.
Ella entonces seleccionaría o un rectilíneo o el estado
diagonal para transmitirlo adentro especificó en una tabla.
Ella entonces prepararía un estado de polarización del fotón
dependiendo del valor y del estado del pedacito. Alicia entonces
transmitiría un solo fotón a Bob en el estado especificado.
Este protocolo también confía en aleatoriedad del quántum
para guardar un eavesdropper de aprender la llave secreta.
(Wikipedia, 2008)
El segundo protocolo fue creado por Artur Ekert en 1991
y utiliza pares enredados de fotones. Estos pares se pueden
generar de Alicia o de Bob. Pueden incluso ser generados de una
fuente separada mientras Alicia y Bob cada extremo para arriba con un
fotón del par. El protocolo confía en las características del
enredo. Podemos hacer los estados enredados de los fotones
correlacionados perfectamente. Por ejemplo podemos hacer la
polarización de las partículas enfrente de el uno al otro. Por
lo tanto, si Alicia y Bob prueban sus partículas y Alicia’s es vertical, Bob’s será horizontal con la
probabilidad 100%. Esto también sería verdad si ellas amba
medida cualquier otro par de polarizaciones orthogonal. Esto
permitiría que Bob supiera el estado de la partícula’de
Alicia s y viceversa. Sin embargo, la víspera no podía medir
tampoco uno y determinar el estado del otro. En hecho, cualquier
tentativa de escuchar detras de las puertas arruinaría la
correlación y sería perceptible.
Estos dos protocolos proporcionarán las llaves idénticas de Alicia y de Bob. Si diferencian las llaves, podría estar debido a la víspera o aún una imperfección en la transmisión sí mismo. Si una llave se parece ser comprometida hay dos métodos, reconciliaciones de la información y amplificaciones de la aislamiento, corregir la edición. La reconciliación de la información se utiliza para asegurar a Alicia y Bob tiene llaves idénticas y utiliza comúnmente el protocolo de la cascada para la corrección de error. Esto sucede en varios redondos y puede dar a víspera la información adicional sobre las llaves. Aquí es adonde viene la amplificación de la aislamiento adentro. La amplificación de la aislamiento utiliza una función universal del picadillo para producir una nueva llave más corta de una manera tal que la víspera tuviera información mínima sobre la nueva llave. La nueva llave sería acortada basó en los errores detectados.
Hay un potencial comercial enorme para la criptografía del quántum. En Europa y los E.E.U.U. ha atraído la inversión privada en varias compañías de start-up. Estas compañías han apuntado actualmente su negocio hacia corporaciones y gobiernos con altas preocupaciones de la seguridad. Hasta este momento, los mensajeros se han utilizado para la distribución dominante en las altas situaciones de la seguridad, donde la distribución dominante tradicional no ofreció bastante aseguramiento. Este método puede ser extremadamente desperdiciador de tiempo, y todavía hay la ocasión que un mensajero pudo ser comprometido. Con la criptografía del quántum esto sería no más de largo necesario puesto que es posible detectar cualquier interceptación de la llave. La distribución dominante de Quantum es también más barata que una red segura del mensajero así como ser más confiable y automatizada.
Sin embargo, todavía hay algunos factores que previenen la adopción amplia de la criptografía del quántum. El coste de equipo sigue siendo bastante alto comparado al equipo tradicional del establecimiento de una red y del cifrado. También ha habido una carencia de amenazas demostradas contra los protocolos dominantes existentes del intercambio para el uso típico. Muchos clientes potenciales carecen una comprensión de la física detrás de mecánicos del quántum. Utilizan a estos clientes a la criptografía tradicional en lugar de otro. Los usuarios necesitan reaseguro de los vendedores que el equipo y los métodos implicados son seguros. Actualmente, la certificación de la seguridad del equipo no tiene una extensión amplia, estándar aceptado.
A pesar de estas ediciones podemos inmóvil ver el chorrito dominante de la distribución del quántum abajo para igualar las redes caseras. La infraestructura está adentro ya en lugar en muchos países para un uso más extenso. Las redes ópticas de la fibra se están utilizando en estos países para el Internet así como servicios del teléfono y de la televisión. Como la tecnología y el mercado para los avances de la criptografía del quántum podemos esperar que los precios caigan. Podríamos ver estos productos en usos domésticos adentro tan poco como diez años. (Wikipedia, 2008)
Recursos:
* Mayers, D (seguridad 2001).Unconditional en criptografía del quántum. Diario del ACM. 48, 351-406.
* Smolin, A (días tempranos 2004).The de criptografía experimental del quántum. Diario de la IBM de la investigación y de Developement. 48, 47.
Protectores, A y Yuan, Z, (2007, mayo 1). Llave a la industria de Quantum. Recuperado de marcha la 18 de 2008, de sitio del Web de physicsworld.com: http://physicsworld.com/cws/article/print/27161
Tyson, J. Cómo El Cifrado Trabaja. Recuperado de abril el 12 de 2008, de sitio del Web de Howstuffworks: http://www.howstuffworks.com/encryption.htm
(2006, de enero el 18). Criptografía -- Cifra De Caesar. Recuperado de abril el 12 de 2008, de sitio del Web de la universidad de la trinidad: http://www.trincoll.edu/depts/cpsc/cryptography/caesar.html
(2008, de marcha la 16). Criptografía De Quantum. Recuperado de marcha la 18 de 2008, de sitio del Web de Wikipedia: http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_cryptography
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