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Questa carta coprirà il settore del cryptography di quantum. Il cryptography di Quantum è un metodo di assicurazione delle informazioni che hanno raggiunto il relativo tempo. Finora, tutte le informazioni trasmesse attraverso una rete, persino cifrata, sono state conforme ad ascoltare di nascosto. Non ci sono metodi infallibili di garantire la riservatezza delle informazioni. Se un hacker blocca la chiave per un messaggio o una lima che usa il cryptography chiave pubblico, la crittografia è inutile. Il cryptography di Quantum cerca di cambiare questo con l'uso dei fondamenti del meccanico di quantum. dovuto questi fondamenti, un sistema di quantum si interrompe ogni volta che una persona prova a misurarla o misurare in qualche modo. Se un hacker dovesse intercettare la chiave in un sistema del cryptography di quantum ci sarebbero anomalie rilevabili nella chiave. Il messaggio o la lima non sarebbe trasmessa se delle anomalie sono rilevate, quindi le informazioni non si comprometterebbero. Ciò non può essere garantita in cryptography chiave pubblico.
Il Internet ha cambiato le nostre vite. Il relativo sviluppo incredibile, particolarmente durante l'ultima decade ha eccitato sia i consumatori che i commerci. Con i vantaggi ha portato nel senso che viviamo e che lavoriamo, esso inoltre ha portato le preoccupazioni supplementari. La preoccupazione più grande è la sicurezza delle informazioni sensibili una volta trasmessa attraverso il Internet. Il furto di identità è diventato sempre più comune con le informazioni quali i numeri di previdenza sociale, i numeri della carta di credito, le informazioni di cliente della banca ed i particolari personali che sono milioni trasmessi di periodi un il giorno. Per contribuire a garantire la riservatezza delle informazioni personali e corporative professionisti ed altri si è girato verso l'uso della crittografia. La crittografia è la codifica delle informazioni per renderla illeggibile a coloro che non dovrebbe avere accesso alle informazioni. Ci sono molti metodi di gamma disponibile di crittografia da semplice ad estremamente complesso. Nessuna materia che il metodo voi sceglie, metodi correnti tutti è basato sulla scienza del cryptography. Il cryptography non è una nuova scienza. Realmente è stato intorno per i secoli. Prima che l'avvenimento del cryptography dei calcolatori soprattutto sia usato dai governi, particolarmente per segretezza delle informazioni militari. Uno degli usi il più presto conosciuti del cryptography è la cifra del Caesar, che data dai periodi romani. (Tyson, 2008)
Questo schema di crittografia si dice per essere usato da Julius Caesar per la comunicazione segretamente con il suo esercito. Caesar ha determinato che spostando ogni lettera in un messaggio un numero standard di spazi, lui potrebbe trasmettere ai suoi General i messaggi sicuri. La cifra che ha impiegato era semplice ma efficace. Sposterebbe ogni lettera negli spazi del messaggio tre di plaintext alla destra all'interno dell'alfabeto. Gli spazi e la punteggiatura rimarrebbero invariati. Se un nemico sembrasse intercettare il messaggio del testo di cifra, comparirebbe come gibberish poiché soltanto i General di Caesars hanno conosciuto il codice. Per esempio il ritorno “di ordine a Roma” si transformerebbe in "in UHWXUA WR URPH". Una volta che i suoi comandanti ricevessero un messaggio, potrebbero decifrarli semplicemente spostando ogni lettera sostengono tre spazi il a sinistra che rivela il plaintext. (trinità, 2006)
Anche se questo era un metodo abbastanza forte di crittografia per tempo’del Caesar s, il codice basato umano è molto facile affinchè un calcolatore si spezzi. Infatti, dovuto la nostra comprensione del cryptography oggi, tali cifre possono essere per la matematica e le statistiche avanzati a mano usando ragionevolmente facili spezzati. Di conseguenza, i sistemi di crittografia in uso oggi sul Internet tutto usano le procedure computerizzate. La maggior parte dei sistemi di crittografia del calcolatore in uso può essere classificata in una di due categorie. Usano la crittografia di simmetrico-chiave o la crittografia (asimmetrica) di pubblico-chiave.
la Simmetrico-chiave usa una chiave, una chiave riservata basata su una procedura particolare, a sia cifra che decrypt una lima. la crittografia di Pubblico-chiave usa due chiavi. Una chiave, la chiave pubblica che è ripartita, è usata per cifrare una lima. Una seconda chiave, denominata una chiave riservata, è usata per decrypt la lima. Ciò è fatta con l'uso di un valore del hash. L'idea di base è cambiare l'input basso usando la procedura del hash. Un esempio semplice un valore dell'input di 10.000 moltiplicati per un hash di 150. L'uscita sarebbe un valore del hash di 1.500.000. Se qualcuno dovesse intercettare il valore del hash, sarebbe difficile da determinare il valore originale di 10.000 senza avere la procedura del hash. Le procedure del hash sono realmente molto più complesse di questa con le chiavi che sono basate sui numeri 128-bit o più su. Un numero 128-bit ha 2128 combinazioni possibili. Valori’differenti di quella 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)
Anche se questo sembra essere un numero astronomicamente alto e si si domanderebbe come questo non potrebbe essere infallibile, ci è un difetto principale con i metodi di crittografia attualmente che usando. La chiave deve essere conosciuta dai partiti di comunicazione. Il problema allora si trova nella distribuzione delle chiavi saldamente. Se qualcuno intercetta o scopre la chiave, persino il sistema di crittografia più complesso e più costoso può essere reso inutile. Spesso sotto i campioni’di oggi s è impossible da determinare con la certezza assoluta che le chiavi che usando non si siano compromesse. Il cryptography chiave di Quantum, che inoltre è denominato distribuzione di chiave di quantum, cerca di cambiare questo con l'uso dei meccanici di quantum. Questo metodo permetterebbe che gli utenti producano una stringa di punta casuale comune per cifrare e decrypt un messaggio. La distribuzione chiave di Quantum si accerterebbe che questa stringa fosse conosciuta soltanto ai partiti che il messaggio è inteso per.
La teoria dei meccanici di quantum ha avuta luogo ora
intorno per più di ottanta anni. Anche se molti dei relativi
concetti sono contatore-intuitivi, ha fornito una descrizione esatta
del mondo ad un livello atomico. Questa teoria è stata usata
per fare molti degli avanzamenti principali e delle scoperte del
nostro tempo. Progettando i laser, l'fibra-ottica, gli
azionamenti duri ed i circuiti integrati di calcolatore hanno tutti
stati ringraziamenti possibili ai meccanici di quantum. Grazie
ad una comprensione sempre crescente ed agli avanzamenti ulteriori
nella tecnologia che abbiamo cominciato ad avere la capacità di
maneggiare il quantum dichiara di diverse particelle subatomic.
Ciò permette che noi usiamo le proprietà sconosciute di
quantum in un senso più diretto.
Gli esseri umani sono usati a pensare alle informazioni in un
modo astratto. I calcolatori non. Pensiamo alle
informazioni che sono memorizzate nei calcolatori come “un
0” o “1”. Nell'realtà, le
informazioni sono rappresentate fisicamente dalla presenza o dalla
mancanza di carica elettrica, di corrente, o di fascio luminoso.
Una carica o un fascio luminoso positiva rappresenterebbe “un 1”. La mancanza di carica o di luce
rappresenterebbe “un 0”. Come i circuiti
in anticipo di tecnologia stanno diventando sempre più piccoli.
Gli effetti di Quantum sono diventato più importanti poichè
abbiamo manufacturing di metodo a nano-regoliamo. Naturalmente
l'ultimo limite nella tecnologia dell'informazione dovrebbe
rappresentare le informazioni dal quantum dichiara di singola
particella, quale la polarizzazione di un fotone. (Schermi,
Yuan, 2007)
Il cryptography si è transformato in in una parte vitale di protezione delle reti odierne di comunicazione e del calcolatore. Il cryptography di Quantum è un metodo sicuro delle comunicazioni perché approfitta delle proprietà uniche sconosciute del quantum dichiara. Diverso della fisica classica, l'atto semplice di misurazione del quantum dichiara in generale si altererà che dichiara. Ciò permette due utenti che comunicano usando il cryptography di quantum per rilevare la presenza di un eavesdropper che prova ad intercettare la chiave. Se un eavesdropper intercetta una chiave trasmessa nel quantum lo dichiara e tenta “di misurare” , non può evitare di alterarlo. Le anomalie generate sarebbero rilevabili ed il messaggio o la lima cifrato non sarebbe trasmessa. È importante capire che il cryptography di quantum non è usato per trasmettere il messaggio o la lima, ma piuttosto è usato produrre e distribuire una chiave. Gli utenti possono usare tutta la procedura che di crittografia hanno scelto cifrare o decifrare un messaggio. Il messaggio può allora essere trasmesso attraverso una scanalatura di comunicazione standard senza timore, poiché sapete che la chiave è sicura.
Per gli scopi di questa carta useremo due utenti, Alice e
Bob, nei nostri esempi. Ammettiamo Alice deve trasmettere a Bob
un messaggio o una lima, quale le informazioni corporative di cliente
della banca, sopra una scanalatura di comunicazione non
garantita. La riservatezza è di massima importanza. Di
conseguenza Alice e Bob devono usare una chiave segreta. Diverso
di altri metodi di distribuzione, il cryptography di quantum
garantisce che nessun altro ha la chiave. La latta della Alice
allora sceglie tutta la procedura che desidera cifrare il suo
messaggio nel testo di cifra. Il testo di cifra sarà
unintelligible ad un eavesdropper che denomineremo vigilia, ma Bob
potrebbe usare la chiave sicura per decrypt il messaggio. Più
ulteriormente per ridurre il rischio di chiave che è scoperta con il
cryptanalysis, la distribuzione chiave di quantum inoltre permette che
la chiave sia cambiata frequentemente. (Yuan)
I dispositivi utilizzati in dispositivi del cryptography di quantum impiegano tipicamente i diversi fotoni di luce ed utilizzano il principio di incertezza di Heisenberg o l'intrico di quantum. Secondo il principio di incertezza di Heisenberg, determinati accoppiamenti delle proprietà fisiche sono complementari ad uno un altro nel senso che misurare una proprietà disturberà l'altra. Ci sono due proprietà complementari che sono usate spesso nel cryptography di quantum. Queste proprietà complementari sono i due tipi di polarizzazioni per i fotoni. La polarizzazione rettilinea è il verticale e la polarizzazione orizzontale e la polarizzazione diagonale è a 45° ed a 135°.
L'intrico di Quantum è un dichiarare dove le proprietà fisiche di due o più particelle hanno proprietà fisiche che sono correlate fortemente. Queste particelle possono ripartire le informazioni che non possono essere misurate misurando il dichiarare di singola particella. Anche se valutate il dichiarare di una particella non dà indicazione del dichiarare delle altre particelle. La correlazione di queste proprietà fisiche esiste non importa come lontano a parte le particelle possono essere.
Ci sono due protocolli basati su queste due teorie dei
meccanici di quantum. Il primo è basato per principio di
incertezza di Heisenberg ed è stato generato in 1984 fisici teorici
Charles Bennett all'IBM ed al brassard di Gilles all'università di
Montreal. Usa la polarizzazione dei fotoni per mettere le
informazioni in codice ed è denominato BB84 dopo i relativi inventori
e l'anno che sono state generate. Usando BB84, Alice genererebbe
una punta casuale, “un 0” o “1”. Allora selezionerebbe o un
rettilineo o la diagonale dichiara per trasmetterla dentro ha
specificato in una tabella. Allora preparerebbe una
polarizzazione del fotone dichiara secondo il valore della
punta e dichiara. Alice allora trasmetterebbe un singolo
fotone a Bob nel dichiarare specificato. Questo protocollo
inoltre conta su casualità di quantum per mantenere un eavesdropper
dall'imparare la chiave segreta. (Wikipedia, 2008)
Il secondo protocollo è stato generato da Artur Ekert
in 1991 ed usa gli accoppiamenti impigliati dei fotoni. Questi
accoppiamenti possono essere generati da Alice o da Bob. Possono
persino essere generati finchè da una fonte separata Alice e Bob ogni
estremità in su con un fotone dall'accoppiamento. Il protocollo
conta sulle proprietà dell'intrico. Possiamo fare impigliati
dichiariamo dei fotoni correlati perfettamente. Per esempio
possiamo fare la polarizzazione delle particelle di fronte a vicenda.
Di conseguenza, se Alice e Bob sia verificano le loro particelle
che Alice’s è verticale, Bob’s sarà
orizzontale con la probabilità 100%. Ciò inoltre sarebbe
allineare se entramba misura qualunque altro accoppiamento delle
polarizzazioni ortogonali. Ciò permetterebbe che Bob conosca il
dichiarare della particella’della Alice s e viceversa.
Tuttavia, la vigilia non ha potuto misurare neanche uno e
determinare il dichiarare dell'altro. Infatti, tutto il
tentativo di ascoltare di nascosto rovinerebbe la correlazione e
sarebbe rilevabile.
Questi due protocolli forniranno le chiavi identiche del Bob e della Alice. Se le chiavi differiscono da, potrebbe essere a causa della vigilia o persino di un'imperfezione nella trasmissione in se. Se una chiave sembra compromettersi ci è due metodi, riconciliazione delle informazioni ed amplificazioni di segretezza, correggere l'edizione. La riconciliazione delle informazioni è usata per accertare Alice e Bob ha chiavi identiche e comunemente usa il protocollo della cascata per la correzione di errore. Ciò accade in parecchi tondi e può fornire a vigilia le informazioni supplementari sulle chiavi. Ciò è dove l'amplificazione di segretezza entra. L'amplificazione di segretezza usa una funzione universale del hash per produrre una nuova chiave più corta im modo tale che la vigilia avrebbe informazioni minime sulla nuova chiave. La nuova chiave sarebbe ridotta ha basato sugli errori rilevati.
Ci è un potenziale commerciale enorme per il cryptography di quantum. Europa ed in Stati Uniti ha attratto l'investimento riservato in parecchie aziende di start-up. Attualmente queste aziende hanno designato il loro commercio come bersaglio verso le società ed i governi con le alte preoccupazioni di sicurezza. Finora, i corrieri sono stati usati per distribuzione chiave nelle alte situazioni di sicurezza, dove la distribuzione chiave tradizionale non ha offerto abbastanza assicurazione. Questo metodo può essere estremamente che richiede tempo e ci è ancora la probabilità che un corriere potrebbe compromettersi. Con il cryptography di quantum questo più non sarebbe necessario poiché è possibile rilevare tutta l'intercettazione della chiave. La distribuzione chiave di Quantum è inoltre più poco costosa di una rete sicura del corriere così come essere più certa ed automatizzata.
Tuttavia, ci sono ancora alcuni fattori che impediscono l'approvazione larga del cryptography di quantum. Il costo di apparecchiatura è ancora ragionevolmente massimo confrontato all'apparecchiatura tradizionale di crittografia e della rete. C'inoltre è stato una mancanza di minacce dimostrate contro i protocolli chiave attuali di scambio per uso tipico. Molti clienti potenziali difettano di una comprensione della fisica dietro i meccanici di quantum. Questi clienti sono usati al cryptography tradizionale preferibilmente. Gli utenti hanno bisogno della riassicurazione dai fornitori che le attrezzature ed i metodi in questione sono sicuri. Attualmente, la certificazione di sicurezza di apparecchiatura non ha una diffusione larga, campione accettato.
Malgrado queste edizioni possiamo tranquillo vedere il trickle chiave di distribuzione di quantum giù per livellare le reti domestiche. L'infrastruttura è dentro già sul posto in molti paesi per un uso più molto diffuso. Le reti ottiche della fibra stanno usande in questi paesi per il Internet così come i servizi della televisione e del telefono. Come la tecnologia ed il mercato per gli avanzamenti del cryptography di quantum possiamo invitare i prezzi per cadere. Potremmo vedere questi prodotti nelle applicazioni domestiche dentro poco quanto dieci anni. (Wikipedia, 2008)
Risorse:
* Mayers, D (sicurezza 2001).Unconditional nel cryptography di quantum. Giornale del ACM. 48, 351-406.
* Smolin, A (giorni in anticipo 2004).The del cryptography sperimentale di quantum. Giornale dell'IBM di ricerca e di Developement. 48, 47.
Schermi, A e Yuan, Z, (2007, maggio 1). Chiave all'industria di Quantum. Richiamato 18 marzo 2008, dal Web site di physicsworld.com: http://physicsworld.com/cws/article/print/27161
Tyson, J. Come La Crittografia Funziona. Richiamato 12 aprile 2008, dal Web site di Howstuffworks: http://www.howstuffworks.com/encryption.htm
(2006, il 18 gennaio). Cryptography -- Cifra Del Caesar. Richiamato 12 aprile 2008, dal Web site dell'università della trinità: http://www.trincoll.edu/depts/cpsc/cryptography/caesar.html
(2008, il 16 marzo). Cryptography Di Quantum. Richiamato 18 marzo 2008, dal Web site di Wikipedia: http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_cryptography
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