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Quantenkryptografie-Analogieversuch
Kapitel 5 Grundlagen der Quantenkryptographie
Dieses
Kapitel
Prozessschritte für die Durchführung nötig sind. Es startet mit einer kurzen Einführung,
erklärt danach das „One-Time Pad", mit dem aus einer Nachricht und einem Schlüssel
eine verschlüsselte Nachricht wird. Im Anschluss erfolgt die Generierung der Schlüssel,
welche das wesentliche Element der Quantenkryptografie darstellt.
Der Wert der Quantenkryptografie liegt in der Abhörsicherheit, weshalb in Kapitel 5.4
diskutiert wird, wie und warum ein Lauscher ganz prinzipiell detektiert werden kann.
Abschließend wird das ganze Protokoll noch einmal als Übersicht dargestellt.
5.1.
Einführung
Kryptografie beschreibt die Verschlüsselung von Daten, also das Unkenntlichmachen
einer Nachricht, wodurch sie im Idealfall nur für den Sender und dem Empfänger lesbar
ist. Der Besitz der verschlüsselten Nachricht hat also nur dann Sinn, wenn der Schlüssel
zum Decodieren bekannt ist. Die Sicherheit des Schlüssels besteht entweder in der
komplexen zugrunde liegenden Algorithmik oder auf praktischen Hemmnissen, wie der
Faktorisierung großer Zahlen.
Allen klassischen Kryptografieverfahren ist allerdings gemein, dass sie nie sicher sein
können, dass der Schlüssel nicht doch „geknackt" wird. Dieses fundamentale Problem
kann allerdings durch den Einsatz der Quantenphysik gelöst werden; sie bietet die
Möglichkeit, einen zufälligen Schlüssel zu generieren, der nur dem Sender und dem
Empfänger bekannt ist, ein Abhörversuch wird ganz prinzipiell erkannt.
Einen Anreiz für die Diskussion der Quantenkryptografie stellt der Fakt dar, dass diese
Vision bereits in die Wirklichkeit umgesetzt wurde. Quantenkryptografie-Systeme sind
kommerziell erhältlich, beispielsweise bei
crypto/
.
5.2.
Das One-Time Pad
Das „One-Time Pad", oder Einmalschlüssel-Verfahren, stellt ein Verschlüsselungs-
verfahren dar, das prinzipiell 100% sicher ist, wenn alle Voraussetzungen vollständig
erfüllt werden. Die Quantenphysik hilft lediglich bei der Erfüllung der Voraussetzungen,
das Verfahren selbst ist klassisch.
Man stelle sich eine komplett zufällige Folge aus „Bits" (Nullen und Einsen) vor, dem
Kodierschlüssel. Hat man nun eine Nachricht, die ebenfalls aus Nullen und Einsen besteht
(jede Information kann ja binär kodiert werden), kann man beide binär addieren und erhält
damit eine Kette von Nullen und Einsen, die auch wieder komplett zufällig ist. Das ist die
verschlüsselte Nachricht.
Rev B, May 16, 2017
erklärt,
wie
die
Kapitel 5: Grundlagen der Quantenkryptographie
Quantenkryptografie
http://www.idquantique.com/quantum-safe-
funktioniert
und
welche
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