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Quantenkryptografie-Analogieversuch
5.4.
Detektion eines Lauschers
Betrachten wir also die Situation, dass sich ein Lauscher „Eve" zwischen Alice und Bob
setzt. Eve besteht aus denselben Teilen wie Alice und Bob, nur in umgekehrter
Reihenfolge. Dies ist in Abbildung 4 dargestellt.
Polarisationsdreher
Von
Alice
Eve vermisst also das Licht, das von Alice kommt und versucht die identische Information
an Bob weiterzuleiten. Dabei gibt es nun zwei Möglichkeiten:
Eve wählt die gleiche Basis wie Alice: Dann erhält sie das richtige Ergebnis und
kann den Polarisationszustand, den Alice losgeschickt hat, auch an Bob weiter
senden. Bob wählt nun zufällig seine Basis, auch da gibt es zwei Möglichkeiten:
o
o
Eve wählt die falsche Basis: Dann wird zufällig einer der beiden Detektoren
anspringen. Eve kann natürlich nicht beurteilen, ob die Wahl ihrer Basis richtig
war oder nicht und schickt dementsprechend das Signal in der Basis weiter, mit
der sie gemessen hat. Bob wählt nun zufällig seine Basis, auch da gibt es zwei
Möglichkeiten:
o
o
Rev B, May 16, 2017
0º, 45º
Polarisierender
Strahlteiler
Abbildung 4 Lauscher Eve zwischen Alice und Bob
Bob wählt die gleiche Basis wie Alice: Eve hat das Signal in dieser Basis
richtig weitergeleitet. Damit erhält Bob genau den von Alice gesendeten
Polarisationszustand, ohne die Anwesenheit von Eve zu bemerken.
Bob wählt die andere Basis: Dann hat er auch eine andere Basis als das
Signal, das Eve weitergeleitet hat. Dementsprechend wird einer seiner
Detektoren zufällig anspringen. Wenn nun allerdings Alice und Bob ihre
Basen vergleichen (gleiches Vorgehen wie im vorigen Unterkapitel),
dann wird diese Messung ohnehin aufgrund der unterschiedlichen
Basen verworfen.
Bob wählt eine andere Basis als Alice: Auch diese Messung wird wieder
beim Basen-Vergleich von Alice und Bob verworfen.
Bob wählt die gleiche Basis wie Alice: Dieser Fall ist der, der den Fehler
erzeugt, der Eve verrät. Zur Erinnerung: Alice und Bob haben die
gleiche Basis, die Messung wird also nicht verworfen. Allerdings hat Eve
zwischendurch in einer anderen Basis abgehört! Es fanden also bis inkl.
Kapitel 5: Grundlagen der Quantenkryptographie
Eve
Einzelphotonquelle
Polarisationsdreher
-45º, 0º, 45º, 90º
Zu
Bob
Seite 15
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