量子暗号

この論文は、量子暗号の分野をカバーする。 量子暗号は、情報を確保する方法のその時間に達しています。 今までは、任意のファイルをネットワーク経由で送られた情報は、暗号化され、件名を盗聴されています。 ばか-証拠がないの情報の機密性を確保する方法です。 ハッカーのキーを取得する場合は、メッセージやファイルを使用して、公開鍵暗号は、暗号化は無意味です。 量子暗号シークを変更するにはファンダメンタルズを使用した量子メカニックです。 これらのファンダメンタルズのために、量子システムが破壊しようとするときには、人を測定するかを定量化していくつかの方法です。 ハッカーが妨害する場合のキーにする量子暗号システムに異常が検出さのキーを押します。 のメッセージが表示またはファイルに送信もしあれば異常はないが検出されると、そのための情報はないがあります。 このことはできませんが、公開鍵暗号がないことを保証します。

インターネットは私たちの生活に変更します。 その信じられないほどの成長、特に過去10年間で、消費者や企業の両方が興奮しています。 の利点と一緒に持ち込まれることが私たちが生活と仕事の道、それは懸念も持ち込ん追加します。 の最大の関心事は、機密情報の安全保障のためにインターネット経由で転送します。 個人情報の盗用が高まって共通の情報などの社会保障番号、クレジットカード番号、銀行口座情報、および個人情報が数百万回送信しております。 機密性を確保するための個人や企業の情報をITプロフェッショナルおよびその他の暗号化を使用が有効です。 は、エンコーディングの情報を暗号化するためにそれを読めないような人々の情報のアクセスを必要はありません。 暗号化には多くの方法を簡単にご利用に至るまで非常に複雑です。 どの方法を選択する、現在の方法に基づいて、科学はすべて暗号化します。 暗号化ではない、新しい科学です。 それが実際に何世紀にもわたってきた。 コンピュータの前に出現した暗号化は、主に使用され、政府、特に軍事情報の秘密を守ることです。 最古のいずれかの既知の暗号化は、シーザー暗号の使用、これをローマ時代にさかのぼります。 （タイソン、 2008 ）

この暗号化スキームとされて使用されてジュリアスシーザーひそかに彼の軍の通信です。 シーザーと判断さ各文字にシフトするメッセージが表示され、標準の数、スペース、彼は彼の将軍のセキュリティで保護さ送るメッセージを表示します。 暗号彼は、シンプルでありながら、雇用効果的です。 彼は、各文字のシフトを平文のメッセージが表示さを右に3つのスペースにはアルファベットのです。 スペースや句読点を変更を加えずにとどまる。 敵が起こった場合は、暗号テキストメッセージをインターセプト、それ以降はちんぷんかんぷんな話として表示されるだけのシーザース将軍のコードを知っていた。 例えば、注文"戻ってローマ"となる" uhwxua wr urph "です。 彼の指揮官受け取ったメッセージが表示さ一度、彼らが各文字を解読することによって、単にシフトの左に先頭にスペースを明らかにする3つの平文です。 （トリニティ、 2006 ）

これは、暗号化の方法を十分に強いシーザーの時間を、人間のベースのコードは非常に簡単にコンピュータをクラックする。 実際には、暗号化のために私たちの理解を今日、このような暗号を手で簡単にできるひびの入ったかなり高度な数学や統計情報を使用しています。 したがって、今日の暗号化システムを使用し、インターネット上のすべてのコンピュータベースのアルゴリズムを使用します。 暗号化システムの大多数のコンピュータで使用できる1つの2つのカテゴリーに分類される。 彼らのいずれかを使用対称鍵暗号化や公開鍵（非対称）の暗号化します。

対称鍵では、 1つのキーは、秘密鍵に基づいて、特定のアルゴリズムは、ファイルの暗号化と復号化の両方にします。 公開鍵暗号化の2つのキーを使用します。 1つのキーは、公開鍵を共有すると、ファイルを暗号化するには使われています。 2番目のキーは、秘密鍵と呼ばれる、そのファイルを使用して復号化します。 これは、ハッシュ値を使用した。 の基本的な考え方がベースを変更するにハッシュアルゴリズムを使用して入力します。 単純な例としては10000の入力の値を150のハッシュを掛けた。 出力結果は、ハッシュ値は、 1,500,000です。 インターセプトいるかどうかのハッシュ値が、それを判断するのは難しいことなく、元の値は10000のハッシュアルゴリズムです。 ハッシュアルゴリズムは、実際にこれをキーよりもはるかに複雑に基づいて128ビットの数字以上が必要です。 は、 128ビットの数は2128の組み合わせ可能です。 それは異なる値3402823669209384634633746074300000000000000000000000000000000000000 ！ （タイソン、 2008 ）

にもかかわらず、 astronomically高いと思われるこの番号、および1つの方法については、この不思議できませんでしたばか-証拠では、大きな欠陥を1つの暗号化の方法を現在使われています。 キーをしなければならないの通信相手に知られています。 この問題の鍵を安全に入力し、嘘を配布します。 傍受またはキーを検出したかどうかも、暗号化システムで最も複雑かつ高価な無駄なことにレンダリングします。 より頻繁にされていないよりも今日の基準を決定することは不可能に使われて絶対に確実なことは、キーを侵害されていない。 量子鍵暗号は、量子鍵配送とも呼ばれ、シークを変更するには量子力学を使用した。 この方法は、共有できるようにユーザーを生成するランダムなビット文字列を暗号化および復号化するメッセージを表示します。 量子鍵配送が確実にこの文字列で知られるだけに、当事者は、メッセージが意図しています。

量子力学の理論にされ約80年を超える今すぐです。 多くのカウンタ-直感的な概念は、それは正確な説明書の提供は、原子レベルの世界です。 この理論には使用されての多くは、主要な進歩との時間を発見します。 設計レーザ、ファイバー光学、ハードドライブ、およびコンピューターチップが採用されて量子力学のおかげで可能です。 ますます増加のおかげで理解し、より詳細な科学技術の進歩が出てきた私たちの能力を操作するには、個々の原子を構成する粒子の量子状態です。 これにより、先に奇妙な量子のプロパティを使用して、より直接的な方法です。
人間の思考を使用して、抽象的な方法で情報が表示されます。 コンピュータではありません。 私たちの考えとしてコンピュータに格納される情報のいずれかを" 0 "または" 1 "です。 実際には、物理的に情報が表示さに欠けるが存在するかの電荷を、現在のか、またはビームの光です。 正の電荷を有するかを代表するビームの光が" 1 "です。 電荷や光の欠如を意味するが" 0 " 。 技術の進歩に伴っ回路は、ますます小さくします。 量子効果になって他の重要なアプローチとして私たちは製造業でナノスケールのです。 もちろん、究極の限界が情報技術情報を表現するのが量子の状態を、 1つの粒子などの偏光子です。 （盾、元に達し、 2007 ）

暗号化の重要な部分となって、今日のコンピュータと通信ネットワークを保護します。 量子暗号通信のためのメソッドは、セキュリティで保護さかかるの奇妙な固有のプロパティを利用する量子状態です。 古典物理学とは異なり、単純な行為を測定する量子状態は一般的にその状態を変更します。 これにより、 2人のユーザーを検出する量子暗号通信を使用して、盗聴者が存在するのを妨害するしようとしてキーを押します。 立ち聞きする人の場合は、キーを傍受しようとする量子状態で伝送さ"を測定"と、彼らを変えることを避けることはできません。 異常が検知すると、作成した暗号化されたメッセージやファイルはないに送信します。 を理解することが重要ではない量子暗号が使われ、メッセージを送信する、またはファイルではなく、むしろを使用して生産し、配布するキーを押します。 ユーザは、暗号化アルゴリズムを使用して暗号化または解読を選択してメッセージを表示します。 全体のメッセージが表示させることができます伝送、標準の通信チャネルを恐れずに、以降の鍵はセキュリティで保護さを知っている。

この論文の目的のため我々は2つのユーザーが使用し、アリスとボブ、我々の例を紹介します。 ご連絡が必要と仮定アリスはボブにメッセージやファイルを送信するなど、企業の銀行口座情報、通信チャネル上で無担保します。 守秘義務が最も重要なのです。 したがって、アリスとボブの秘密鍵を使用する必要があります。 他の方法をディストリビューションとは異なり、量子暗号を保証して他に誰には、キーを押します。 アリスは、任意のアルゴリズムを選択彼女は彼女の願いを暗号化する暗号テキストメッセージが表示されます。 テキストは判読不能な暗号を立ち聞きする人は、コールイヴ私たちが、ボブことができるキーを使用してセキュリティで保護さを復号化するメッセージを表示します。 のリスクを削減するキーをより詳細に発見された暗号解読、量子鍵配送ものキーを使用すると、頻繁に変更されました。 （元）

量子暗号デバイスのデバイスで使用され、通常の光を採用して使用する個々の光子のいずれかをハイゼンベルグの不確定性原理や量子エンタングルメントです。 ハイゼンベルグの不確定性原理によると、特定のペアを1つの物理的性質は、別のを補完するという意味で1つのプロパティを乱す、他の測定です。 相補的には2つのプロパティでは、しばしば量子暗号で使用されています。 これらの相補的プロパティは、 2つのタイプの偏光の光子です。 直線偏光は、垂直および水平偏光と偏光角は45 °と135 °です。

量子エンタングルメント状態は、物理的な性質は、 2つ以上の粒子が物理的な性質が強く相関しています。 粒子がありますが、これらの情報を共有することはできません定量化され、 1つの粒子の状態を測定しています。 場合でも1つの粒子の状態を把握することはないの状態を示して、他の粒子のです。 これらの物理的性質の相関が存在する場合がどんなに遠く離れて、粒子があります。

には2つのプロトコルに基づいて、これら2つの量子力学の理論です。 第一は、ハイゼンベルグの不確定性原理に基づいて作成された1984年とは、理論物理学者のチャールズベネットはIBMとジルは、モントリオール大学腕章です。 偏光の光子を使用して情報をエンコードすると呼ばれるbb84年後、その発明者とそれが作成されました。 bb84を使用して、アリスはランダムなビットを作成する、のいずれかを" 0 "または" 1 "です。 彼女は直線または斜めのいずれかをクリックし、 [状態を送信することがあるテーブルで指定されています。 入力し、準備をする彼女は光子偏光状態に応じて、ビットの値と状態です。 アリスは、 1つの光子を入力し、送信の状態のボブに指定します。 このプロトコルに依存しても無作為性を維持する量子立ち聞きする人より学習の秘密のキーを押します。 （ウィキペディア、 2008 ）

2番目のプロトコルはアルトゥールエカートは1991年に作成されたと光子のペアを使用して正面から向き合うことです。 これらのペアを生成できるのいずれかからアリスやボブです。 彼らことも、別のソースから生成される限り、結局はアリスとボブの各光子のペアからです。 このプロトコルのプロパティの鉄条網に依存しています。 私たちの国を指定して、もつれた光子相関完璧です。 例えば、私たちを生かすことのできる偏光の粒子の反対側にお互いのです。 したがって、アリスとボブの両方の国のアリスにテストして粒子とは垂直、水平方向にはボブの100 ％の確率です。 これは彼らにも両方の場合にtrueを他のペアの直交偏光を測定します。 これはボブを許可するアリスの粒子の状態を知っていると逆も可能です。 しかし、前夜のいずれかを測定できませんでしたの状態を判断すると、他のです。 実際には、任意の試みを台無しにするとの相関を盗み聞きして検出します。

これらの2つのプロトコルは、アリスとボブと同じキーを提供します。 の場合、キーが異なることが前夜あるいは、欠陥のためには、伝送そのものです。 妥協と思われる場合、キーを2つの方法には、情報の和解と個人情報保護増幅、この問題を修正する。 和解を確保するための情報が使用され、アリスとボブが同一のキーと共通のプロトコルを使用してカスケードエラー訂正します。 これにはいくつかのラウンドと5月に前夜の詳細については、キーを押します。 これには個人情報保護個人情報保護を受けるたびに増幅増幅では、普遍的ハッシュ関数を生成する新たな短いような方法で前夜のキーを最小限の情報を参照するには新しいキーを押します。 新しいキーの短縮に基づいて、エラーが検出されました。

巨大な商業的には、量子暗号の可能性をします。 で、ヨーロッパや米国の民間投資誘致ことがいくつかのスタートアップ企業です。 現在、これらの企業は自社のビジネスターゲットを絞った企業や政府向けに高セキュリティな関心事です。 今までは、急使の鍵の配布が使用されてセキュリティの高い状況では、伝統的な鍵配布場所に十分な保証を提供しなかった。 この方法は非常に時間がかかりますし、チャンスはまだ妥協を宅配便かもしれない。 量子暗号とこれはもはや必要を検出することができるので、任意のキーを遮断します。 量子鍵配送は宅配便のネットワークセキュリティで保護さよりも安価なだけでなく、他の信頼性と自動化します。

しかし、まだいくつかの要因を防ぐには、養子縁組の量子暗号の幅広いです。 機器は、まだかなりのコスト高に比べて伝統的なネットワーキングと暗号化装置です。 あるにも脅威の欠如を示す典型的な使用法を、既存の鍵交換プロトコルです。 多くの潜在顧客への理解を欠く量子力学の物理学の背後です。 これらのクライアントを使用して伝統的な暗号化の代わりにします。 ベンダーからユーザーに安心感を必要とメソッドの関係は、機器が安全です。 現在のところ、機器のセキュリティ証明書を持っていない広い広がり、受け入れられている規格です。

にもかかわらず、これらの問題を参照することがありますまだトリクルダウン量子鍵配送にもホームネットワークです。 の代わりに、インフラストラクチャは、すでに多くの国では、他の広範な使用します。 光ファイバネットワークで使用されているこれらの国々だけでなく、インターネットやテレビ電話サービスです。 として、量子暗号技術の進歩と市場価格を下げことを期待します。 私たちはこれらの製品が国内のアプリケーションを参照していなくても10年です。 （ウィキペディア、 2008 ）

リソース：

*メイヤーズ、 d （ 2001年） 。無条件の量子暗号の安全保障します。 ジャーナルは、 acmです。 48 、三百五十一から四百六までです。

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