क्वांटम क्रिप्टोग्राफी दरवाजे पर दस्तक देती है

एक लंबे समय के लिए, एक पूर्ण क्वांटम कंप्यूटर के उद्भव की संभावना क्रिप्टोग्राफी के क्षेत्र से वैज्ञानिकों और इच्छुक लोगों के दिमाग को उत्तेजित करती है। और व्यर्थ नहीं। वास्तव में, मनमाने ढंग से जटिल कार्यों को हल करने में सक्षम कंप्यूटर का उद्भव उस रूप में क्रिप्टोग्राफी के अस्तित्व पर संदेह करता है जो अब है। सार्वजनिक कुंजी क्रिप्टोग्राफ़िक प्रोटोकॉल अब समझ में नहीं आएगा, क्योंकि एकतरफा कार्य सख्ती से बोलने से वन-वे होना बंद हो जाएगा। सूरज डूब जाएगा, दुनिया पलट जाएगी, नदियां वापस बह जाएंगी ... लेकिन हम निराशा की जल्दी में नहीं हैं, है ना?

कई क्वांटम क्रिप्टोग्राफ़िक एल्गोरिदम हैं - सुरक्षित क्वांटम चैनल, सार्वजनिक-कुंजी क्वांटम एन्क्रिप्शन, क्वांटम सिक्का फ्लिप, क्वांटम अंधा कंप्यूटिंग, क्वांटम मनी - लेकिन उनमें से अधिकांश को उनके कार्यान्वयन के लिए एक पूर्ण क्वांटम कंप्यूटर की आवश्यकता होती है।

हां, क्वांटम चैनलों के माध्यम से बड़ी मात्रा में जानकारी का हस्तांतरण आज अव्यावहारिक है। लेकिन सममित क्रिप्टोसिस्टम में महत्वपूर्ण जानकारी के गठन और प्रसारण के लिए क्वांटम एल्गोरिदम का उपयोग न केवल तकनीकी रूप से संभव है, बल्कि पूरी तरह से उचित भी है।


क्वांटम कुंजी वितरण (सीडीके) एक उत्कृष्ट अवसर प्रदान करता है: आप एक खुले (असुरक्षित) चैनल पर संवेदनशील जानकारी प्रसारित कर सकते हैं और पूरी तरह से सुनिश्चित करें कि किसी ने इसे बाधित नहीं किया है।

सभी नमक यह है कि केवल ध्रुवीकरण के आधार ("+" या "×") को जानकर किसी फोटोन (0 °, 45 °, 90 °, 135 °) के ध्रुवीकरण को सही ढंग से मापना संभव है। यदि माप में प्रयुक्त आधार ध्रुवीकरण के आधार से भिन्न होता है, तो आउटपुट पर एक यादृच्छिक परिणाम (0 या 1) प्राप्त होता है। इस प्रकार, एक हमलावर सही ढंग से प्रत्येक फोटॉन के ध्रुवीकरण आधार को जाने बिना प्रेषित फोटॉनों के ध्रुवीकरण को माप नहीं सकता है। इस तथ्य का उल्लेख नहीं करने के लिए कि एक क्वांटम प्रणाली पर कोई प्रभाव इसके राज्य में परिवर्तन की ओर जाता है (यह हाइजेनबर्ग अनिश्चितता सिद्धांत से निम्नानुसार है)।

खैर, यह कैसे काम करता है? उदाहरण के लिए, इस तरह:

• साइड ए एक यादृच्छिक (0 °, 45 °, 90 °, 135 °) ध्रुवीकरण वाले फोटॉनों का एक क्रम भेजता है;
• साइड बी फोटॉनों के ध्रुवीकरण को मापता है, एक यादृच्छिक कानून के अनुसार "+" (0 °, 90 ° - रैखिक ध्रुवीकरण) या "×" (45 °, 135 ° - विकर्ण ध्रुवीकरण) को आधार बनाते हुए;
• साइड बी प्राप्त माप परिणामों को ठीक करता है, उन्हें गुप्त रखता है (अलग-अलग फोटॉनों को बिल्कुल स्वीकार नहीं किया जा सकता है - खो या "मिटा");
• साइड बी फिर साइड ए को एक ओपन चैनल के माध्यम से बताता है जो प्राप्त किए गए प्रत्येक फोटॉन के लिए इसका उपयोग करता है ("+" या "×") (लेकिन इसके प्राप्त परिणाम नहीं), और साइड ए उसे बताता है कि उपयोग किए गए कौन से आधार सही थे (डेटा) गलत ठिकानों में माप के दौरान प्राप्त खारिज कर दिया जाता है);
• शेष डेटा की व्याख्या सहमत योजना के अनुसार की जाती है (0 ° और 45 ° को "0" के रूप में डिकोड किया जाता है, और 90 ° और 135 ° को द्विआधारी अनुक्रम के रूप में "1") के रूप में डिकोड किया जाता है।

बस इतना ही, हमें एक "कच्ची" कुंजी मिली, इसके बाद विशेष एल्गोरिदम का उपयोग करके गोपनीयता, बग फिक्स और कुंजी अनुक्रम का मिलान हुआ (लेकिन यह अगले लेख के लिए एक विषय है और एक नहीं)।

सरल और प्रभावी। यह समस्या के तकनीकी पक्ष तक है नहीं, आपको इसके लिए क्वांटम कंप्यूटर बनाने की आवश्यकता नहीं है, लेकिन लंबी दूरी पर क्वांटम सूचना प्रसारित करने के लिए केवल अच्छे-फोटॉन ट्रांसमीटर और रिसीवर (और केवल नहीं) आवश्यक हैं।