Kvantekodebog

Efterhånden som handel haster online, er evnen til at sende private beskeder over offentlige kommunikationsnetværk blevet meget vigtig. Det sikreste kryptering er, at både afsenderen og modtageren af ​​en besked bruger den samme lange række af tilfældige cifre, kendt som en nøgle, som grundlag for kodning og afkodning. Men sådan en nøgle skal byttes, og uanset om afleveringen sker via telefon, panservagt eller brevdue, er der altid risiko for aflytning.

Nå, næsten altid. For år siden kom fysikere med en tilgang kaldet kvantekryptografi, der er afhængig af kvantemekanikkens bizarre love for definitivt at lukke snoops ude og overføre nøgledata i absolut sikkerhed. IBM-fysiker Charles Bennett og hans kolleger byggede den første fungerende laboratorieprototype i 1989. Nu har forskere ved IBM Almaden Research Center i San Jose, Californien, bygget en enhed ud af hyldevare telekommunikationskomponenter, som de siger snart vil flytte kvantekryptografi ud af fysiklaboratoriet og ind i den virkelige verden.

Denne historie var en del af vores udgave fra marts 1999

• Se resten af ​​problemet
• Abonner

IBM-enheden kaldet kvantekrypteringslinket koder bits af nøgleinformation til individuelle fotoner af lys ved at polarisere dem i en af ​​to retninger. Brugere kan udveksle de databærende fotoner over et fiberoptisk kabel over korte afstande. Sikkerheden er garanteret af Heisenbergs usikkerhedsprincip, som siger, at det er umuligt for en aflytning at observere fotonerne uden at forstyrre dem. Hvis afsenderen og den legitime modtager ser tegn på spionage, kan de smide hele eller dele af nøglen ud og prøve igen.

For at bygge kryptolinket skulle et team ledet af Nabir Amer, leder af IBMs kvanteinformationsgruppe, løse en række praktiske problemer. For eksempel implementerede de et signalbehandlingsskema for at annullere de fejl, som fiberoptiske netværk i den virkelige verden introducerer, og som kan give fodfæste for aflyttere til at stjæle fotoner uopdagede. Den største tilbageværende udfordring, ifølge IBM-teammedlem Bill Risk, er de ultrafølsomme fotondetektorer, der skal køles med flydende nitrogen til -173 C. Risk siger, at nye detektorer, der er afkølet termoelektrisk, skulle løse problemet.

Ved årets udgang, vurderer Amer, vil hans laboratorium konstruere en prototype af et kort, du kan tilslutte til et netværk. Selvom IBM endnu ikke har specifikke planer for kommercialisering af kryptolinket, siger Amer, at det kan bruges til at levere sikre øer på virksomheders eller statslige computernetværk eller til at beskytte bydækkende netværk af automatiserede pengeautomater.

Men Tom Parenty, direktør for data- og kommunikationssikkerhed hos Emeryville, Californien, softwarefirmaet Sybase, siger, at selvom kvantekryptografi kan tilbyde 100 procent sikker kommunikation, er min fornemmelse, at det er overkill for 99 procent af applikationerne. Standard krypteringssystemer, hvoraf nogle ikke kræver sikker nøgleudveksling, kan allerede afværge alle undtagen samordnede angreb understøttet af massiv computerkraft.

Amer mener, at sådanne cifre kan gøres ubrugelige af en anden enhed i værkerne hos IBM - kvantecomputeren. Hvis vi nogensinde har en kvantecomputer, siger Amer, ville den beregne hurtigt nok til at knække nutidens koder i et snuptag, og kun dens kryptografiske lige kunne sikre sikker kommunikation.

skjule