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Este papel cobrirá o campo do cryptography do quantum. O cryptography de Quantum é um método de fixar a informação que alcançou seu tempo. Até agora, toda a informação emitida através de uma rede, cifrada mesmo, foi sujeita a eavesdropping. Não há nenhum método fool-proof de assegurar o confidentiality da informação. Se um hacker capturar a chave para uma mensagem ou uma lima que use o cryptography chave público, o encryption é inútil. O cryptography de Quantum procura mudar este com o uso de fundamentos do mecânico do quantum. devido a estes fundamentos, um sistema do quantum disrupted sempre que uma pessoa tenta o medir ou quantify em alguma maneira. Se um hacker devesse interceptar a chave em um sistema do cryptography do quantum haveria umas anomalias detectáveis na chave. A mensagem ou a lima não seriam emitidas se alguma anomalia fosse detectada, conseqüentemente a informação não estaria comprometida. Isto não pode ser garantido no cryptography chave público.
O Internet mudou nossas vidas. Seu crescimento incredible, especial sobre a última década excitou consumidores e negócios. Junto com as vantagens trouxe na maneira que nós vivemos e trabalhamos, ele trouxe também interesses adicionais. O interesse o mais grande é a segurança da informação sensível quando transmitido através do Internet. O roubo da identidade tornou-se cada vez mais comum com informação tal como números de segurança social, números de cartão do crédito, informação do cliente de banco, e os detalhes pessoais que são milhões transmitidos das épocas um o dia. Para ajudar assegurar o confidentiality da informação pessoal e incorporada profissionais e outros girou para o uso do encryption. O encryption é o encoding da informação a fim fazê-lo ilegível àqueles que não devem ter o acesso à informação. Há muitos métodos de variar disponível do encryption de simples a extremamente complexo. Nenhuma matéria que o método você escolhe, métodos atuais todos é baseado na ciência do cryptography. O cryptography não é uma ciência nova. Estêve realmente ao redor por séculos. Antes que o advent do cryptography dos computadores estiver usado primeiramente por governos, especial para o secrecy da informação militar. Um dos usos o mais cedo sabidos do cryptography é a cifra de Caesar, que data para trás às épocas roman. (Tyson, 2008)
Este esquema do encryption é dito ter sido usado por Julius Caesar comunicando-se secreta com seu exército. Caesar determinou que deslocando cada letra em uma mensagem um número padrão dos espaços, ele poderia emitir a seus generais mensagens seguras. A cifra que empregou era simples mas eficaz. Deslocaria cada letra em espaços de uma mensagem três do plaintext à direita dentro do alfabeto. Os espaços e a pontuação remanesceriam unaltered. Se um inimigo acontecesse interceptar a mensagem do texto da cifra, apareceria como o jargão desde que somente os generais de Caesars souberam o código. Para o exemplo o retorno “da ordem a Roma” transformar-se-ia "UHWXUA WR URPH". Uma vez que seus comandantes receberam uma mensagem, poderiam decifrá-la simplesmente deslocando cada letra suportam três espaços à esquerda que revela o plaintext. (trinity, 2006)
Embora este seja um método forte bastante do encryption por o tempo’de Caesar s, o código baseado humano é muito fácil para que um computador rache. No fato, devido a nossa compreensão do cryptography hoje, tais cifras podem ser razoavelmente fáceis rachado pela mão usando math e statistics avançados. Conseqüentemente, os sistemas do encryption no uso hoje todo no Internet usam algoritmos por computador. A maioria de sistemas do encryption do computador no uso pode ser classificada em uma de duas categorias. Usam o encryption da symmetric-chave ou o encryption (asymmetric) da público-chave.
a Symmetric-chave usa uma chave, uma chave confidencial baseada em um algoritmo particular, a cifra e descifra uma lima. o encryption da Público-chave usa duas chaves. Uma chave, a chave pública que é compartilhada, é usada cifrar uma lima. Uma segunda chave, chamada uma chave confidencial, é usada descifrar a lima. Isto é feito com o uso de um valor da mistura. A idéia básica é mudar a entrada baixa usando o algoritmo da mistura. Um exemplo simples um valor da entrada de 10.000 multiplicados por uma mistura de 150. A saída seria um valor da mistura de 1.500.000. Se alguém devesse interceptar o valor da mistura, seria difícil determinar o valor original de 10.000 sem ter o algoritmo da mistura. Os algoritmos da mistura são realmente muito mais complexos do que este com as chaves que estão sendo baseadas nos números 128-bit ou mais altamente. Um número 128-bit tem 2128 combinações possíveis. Valores’diferentes desse 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)
Mesmo que este pareça ser um número astronômica elevado, e se queira saber como este não poderia ser fool-proof, há uma falha principal com os métodos do encryption que estão sendo usados atualmente. A chave deve ser sabida pelos partidos comunicando-se. O problema encontra-se então em distribuir as chaves firmemente. Se alguém interceptar ou descobrir a chave, mesmo o sistema o mais complexo e o mais caro do encryption pode ser rendido inútil. Mais frequentemente do que não sob padrões’de hoje s é impossível determinar com certeza absoluta que as chaves que estão sendo usadas não estiveram comprometidas. O cryptography chave de Quantum, que é chamado também distribuição da chave do quantum, procura mudar este com o uso de mecânicos do quantum. Este método permitiria que os usuários produzissem uma corda de bocado aleatória compartilhada para cifrar e descifrar uma mensagem. A distribuição chave de Quantum assegurar-se-ia de que esta corda estivesse sabida somente aos partidos que a mensagem está pretendida para.
A teoria de mecânicos do quantum tem-se realizado ao
redor por mais de eighty anos agora. Embora muitos de seus
conceitos fossem contador-counter-intuitive, forneceu uma descrição
exata do mundo em um nível atômico. Esta teoria foi usada
fazer muitos dos avanços principais e das descobertas de nosso tempo.
Projetando lasers, o fibra-sistema ótico, as movimentações
duras, e as microplaquetas de computador têm tudo sido agradecimentos
possíveis aos mecânicos do quantum. Agradecimentos a uma
compreensão sempre crescente e mais mais aos avanços na tecnologia
que nós começamos a ter a abilidade de manipular os estados do
quantum de partículas subatomic individuais. Isto permite que
nós usem as propriedades estranhas do quantum em uma maneira mais
direta.
Os seres humanos são usados a pensar da informação em uma
maneira abstrata. Os computadores não . Nós pensamos da
informação que está sendo armazenada nos computadores como “um 0” ou “1”.
Na realidade, a informação é representada fisicamente pela
presença ou pela falta de uma carga elétrica, de uma corrente, ou de
um feixe de luz. Uma carga ou um feixe de luz positivo
representariam “um 1”. A falta da carga
ou da luz representaria “um 0”. Como os
circuitos dos avanços da tecnologia se estão tornando cada vez mais
pequenos. Os efeitos de Quantum tornaram-se mais importantes
porque nós temos o manufacturing da aproximação em nano-escalamos.
Naturalmente o limite final na tecnologia de informação
deveria representar a informação pelo estado do quantum de uma
única partícula, tal como o polarization de um photon.
(Protetores, Yuan, 2007)
O cryptography transformou-se uma parte vital de proteger redes de hoje do computador e de comunicação. O cryptography de Quantum é um método seguro das comunicações porque faz exame da vantagem das propriedades originais estranhas de estados do quantum. Ao contrário da física classical, o ato simples de medir uma vontade do estado do quantum no general altera esse estado. Isto permite dois usuários que comunicam-se usando o cryptography do quantum detectar a presença de um eavesdropper que tenta interceptar a chave. Se um eavesdropper interceptar uma chave transmitida em estados do quantum e tentar “a medir” , não podem evitar de alterá-la. As anomalias criadas seriam detectáveis e a mensagem ou a lima cifrada não seriam emitidas. É importante compreender que o cryptography do quantum não está usado transmitir a mensagem ou a lima, mas é usado rather produzir e distribuir uma chave. Os usuários podem usar todo o algoritmo que do encryption escolham encipher ou decifrar uma mensagem. A mensagem pode então ser transmitida através de uma canaleta de comunicação padrão sem medo, desde que você sabe que a chave é segura.
Para as finalidades deste papel nós usaremos dois
usuários, Alice e Bob, em nossos exemplos. Deixe-nos supor
Alice necessita emitir a Bob uma mensagem ou uma lima, tal como a
informação incorporada do cliente de banco, sobre uma canaleta de
comunicação unsecured. O confidentiality é da importância
máxima. Conseqüentemente Alice e Bob necessitam usar uma chave
secreta. Ao contrário de outros métodos da distribuição, o
cryptography do quantum garante que ninguém mais tem a chave. A
lata de Alice escolhe então todo o algoritmo que desejar cifrar sua
mensagem no texto da cifra. O texto da cifra será
unintelligible a um eavesdropper que nós chamemos eve, mas Bob
poderia usar a chave segura descifrar a mensagem. Para reduzir
mais mais o risco da chave que está sendo descoberta com o
cryptanalysis, a distribuição chave do quantum permite também que a
chave seja mudada freqüentemente. (Yuan)
Os dispositivos usados em dispositivos do cryptography do quantum empregam tipicamente photons individuais da luz e usam o princípio da incerteza de Heisenberg ou o entanglement do quantum. De acordo com o princípio da incerteza de Heisenberg, determinados pares de propriedades físicas são complementares a um outro no sentido que medir uma propriedade perturbará a outra. Há duas propriedades complementares que são usadas frequentemente no cryptography do quantum. Estas propriedades complementares são os dois tipos de polarization para photons. O polarization rectilinear é o vertical e o polarization horizontal e o polarization diagonal estão em 45° e em 135°.
O entanglement de Quantum é um estado onde as propriedades físicas de dois ou mais partículas tenham as propriedades físicas que são correlacionadas fortemente. Estas partículas podem compartilhar da informação que cannot quantified medindo o estado de uma única partícula. Mesmo se você avalia o estado de uma partícula não dá nenhuma indicação do estado das outras partículas. A correlação destas propriedades físicas existe não importa como distante distante as partículas podem ser.
Há dois protocolos baseados nestas duas teorias de
mecânicos do quantum. O primeiro é baseado no princípio da
incerteza de Heisenberg e foi criado em 1984 físicos teóricos
Charles Bennett na IBM e no brassard de Gilles na universidade de
Montreal. Usa o polarization dos photons codificar a
informação e é chamado BB84 após seus inventores e o ano onde foi
criada. Usando BB84, Alice criaria um bocado aleatório, “um 0” ou “1”.
Selecionaria então ou um rectilinear ou o estado diagonal para
transmiti-lo especificou dentro em uma tabela. Prepararia então
um estado de polarization do photon dependendo do valor e do estado do
bocado. Alice transmitiria então um único photon a Bob no
estado especificado. Este protocolo confia também no randomness
do quantum para manter um eavesdropper de aprender a chave secreta.
(Wikipedia, 2008)
O segundo protocolo foi criado por Artur Ekert em 1991 e
usa pares entangled dos photons. Estes pares podem ser gerados
de Alice ou de Bob. Podem mesmo ser gerados de uma fonte
separada tão por muito tempo quanto Alice e Bob cada extremidade
acima com um photon do par. O protocolo confia nas propriedades
do entanglement. Nós podemos fazer os estados entangled dos
photons correlacionados perfeitamente. Por exemplo nós podemos
fazer o polarization das partículas opostas a se.
Conseqüentemente, se Alice e Bob testarem suas partículas e
Alice’s for vertical, Bob’s será horizontal
com probabilidade 100%. Isto seria também verdadeiro se elas
amba a medida qualquer outro par de polarizations orthogonal.
Isto permitiria que Bob soubesse o estado da partícula’de Alice s e do versa vice. Entretanto, o eve não
podia medir tampouco um e determinar o estado do outro. No fato,
toda a tentativa de eavesdrop arruinaria a correlação e seria
detectável.
Estes dois protocolos fornecerão chaves idênticas de Alice e de Bob. Se as chaves diferissem, poderia ser por causa do eve ou mesmo de uma imperfeição na transmissão próprio. Se uma chave parecer ser comprometida há dois métodos, reconciliation da informação e amplification da privacidade, para corrigir a edição. O reconciliation da informação é usado assegurar Alice e Bob tem chaves idênticas e usa geralmente o protocolo da cascata para a correção de erro. Isto acontece em diversos círculos e pode dar a eve a informação adicional sobre as chaves. Isto é o lugar aonde o amplification da privacidade vem dentro. O amplification da privacidade usa uma função universal da mistura produzir uma chave mais curta nova de tal maneira que o eve teria a informação mínima sobre a chave nova. A chave nova seria encurtada baseou nos erros detectados.
Há um potencial comercial enorme para o cryptography do quantum. Em Europa e nos E. U. atraiu o investimento confidencial em diversas companhias de start-up. Estas companhias têm alvejado presentemente seu negócio para corporation e governos com interesses elevados da segurança. Até agora, os correios foram usados para a distribuição chave nas situações elevadas da segurança, onde a distribuição chave tradicional não ofereceu bastante garantia. Este método pode ser extremamente tempo que consome, e há ainda a possibilidade que um correio pôde ser comprometido. Com cryptography do quantum isto seria não mais por muito tempo necessário desde que é possível detectar todo o interception da chave. A distribuição chave de Quantum é também mais barata do que uma rede segura do correio as.well.as ser mais de confiança e automatizada.
Entretanto, há ainda alguns fatores que impedem o adoption largo do cryptography do quantum. O custo do equipamento é ainda razoavelmente elevado comparado ao equipamento tradicional do networking e do encryption. Houve também uma falta de ameaças demonstradas de encontro aos protocolos chaves existentes da troca para o uso típico. Muitos clientes potenciais faltam uma compreensão da física atrás dos mecânicos do quantum. Estes clientes são usados ao cryptography tradicional preferivelmente. Os usuários necessitam o reassurance dos vendedores que o equipamento e os métodos envolvidos são seguros. Atualmente, a certificação da segurança do equipamento não tem uma propagação larga, padrão aceitado.
Apesar destas edições nós podemos imóvel ver o trickle chave da distribuição do quantum para baixo para nivelar as redes home. O infrastructure está dentro já no lugar em muitos países para um uso mais difundido. As redes óticas da fibra estão sendo usadas nestes países para o Internet as.well.as serviços do telefone e da televisão. Como a tecnologia e o mercado para avanços do cryptography do quantum nós podemos esperar preços deixar cair. Nós poderíamos ver estes produtos em aplicações domésticas dentro tão pouco quanto dez anos. (Wikipedia, 2008)
Recursos:
* Mayers, D (segurança 2001).Unconditional no cryptography do quantum. Jornal do ACM. 48, 351-406.
* Smolin, A (dias 2004).The adiantados do cryptography experimental do quantum. Jornal da IBM da pesquisa e do Developement. 48, 47.
Protetores, A e Yuan, Z, (2007, maio 1). Chave à indústria de Quantum. Recuperado março 18, 2008, do Web site de physicsworld.com: http://physicsworld.com/cws/article/print/27161
Tyson, J. Como O Encryption Trabalha. Recuperado abril 12, 2008, do Web site de Howstuffworks: http://www.howstuffworks.com/encryption.htm
(2006, janeiro 18). Cryptography -- Cifra De Caesar. Recuperado abril 12, 2008, do Web site da faculdade do trinity: http://www.trincoll.edu/depts/cpsc/cryptography/caesar.html
(2008, março 16). Cryptography De Quantum. Recuperado março 18, 2008, do Web site de Wikipedia: http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_cryptography
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