이론적으로 소위 양자 암호화는 정보를 전혀 보내는 방법을 제공합니다. 실제로는 아닐 수도 있습니다. 그러나 이제 물리학 자들은 도청자에게 비밀을 열어 놓을 수있는 기술 허점을 닫는 방법을 보여주었습니다.
Alice가 Bob에게 비밀 메시지를 보내고 싶다고 가정합니다. 일반 암호화에서 그녀는 메시지를 이진 번호 (즉, 0과 1의 문자열로 변환 한 다음 수학적으로 다른 임의의 0 및 1과 결합하여 키 역할을함으로써 스크램블 할 수 있습니다. 그런 다음 Bob 은이 키를 사용하여 스크램블링을 취소하고 메시지를 읽습니다. 물론, 계획을 세우려면 Alice는 밥에게 열쇠를 전달해야합니다.
Quantum cryptography는 말리에 비틀어진다. Alice는 단일 광자로 인코딩하여 Key를 통과시킵니다.이 광자는 0 또는 수직으로 알 수 있도록 수평으로 편광 될 수 있습니다. 그러나 Alice는 또한 송신기를 무작위로 회전시켜 Plus 또는 Minus 45 °에서 대각선으로 편광 된 광자를 보냅니다. 송신기가 Bob의 수신기와 정렬되지 않으면 주요 전송이 모호 해집니다. 예를 들어, Alice가 45 °에서 편광 된 광자를 보내고 Bob이 수평 또는 수직 방향으로 설정되면 Quantum Mechanics의 규칙에 따라 Bob은 50% 확률 또는 수직 클릭으로 수평 클릭을 등록합니다. 광자 흐름이 전송 된 후 Alice와 Bob은 서로 다른 장치를 정렬하고 키를 정의하는 데만 사용하는 광자를 서로 알릴 수 있기 때문에 문제가되지 않습니다.
.이 모든 비틀림은 이브를 닫았습니다. Eve는 Alice와 Bob이 어떤 방향을 사용하고 있는지 알지 못하며, 잘못 추측하면 감지 가능한 방식으로 광자를 방해 할 것입니다. 예를 들어, 특정 광자에 대해 Alice와 Bob이 수평 지급 방향에 장치를 설정했지만 Eve는 45 °로 설정되어 있다고 가정합니다. 그런 다음 양자 역학에 따르면, 그녀의 광자 측정은 상태를 바꾸고 플러스 또는 마이너스 45 °에서 편광을 남길 것입니다. 이것은 앨리스와 밥이 볼 수있는 완벽한 합의를 망칠 것입니다. 나중에 노트를 비교할 때, 그들은 오류를 발견하고 누군가가 전송을 훼손했다는 것을 깨달을 것입니다.
그러나 2010 년에 국제 연구원 팀은 이브가 개별 광자를 감지하는 데 사용되는 소위 눈사태 포토 다이오드 (APD)의 약점을 악용하여 시스템을 해킹 할 수 있음을 보여주었습니다. 문제는 APD가 단일 광자보다 강렬한 빛의 펄스에 다르게 반응하여 펄스의 에너지가 히트를 등록하기 위해 임계 값을 초과해야한다는 것입니다. 결과적으로, 모든 이브는 단일 광자를 가로 채고, 편광에 대한 최고의 추측 측정을하고, 새롭고 밝은 펄스로 밥에게 답을 보내는 것입니다. 만약 그녀가 앨리스와 밥과 같은 방향으로 그녀의 장치를 사용하여 올바른 것을 추측하고 광자를 측정했다면, Bob의 장치는 밝은 맥박을 단일 광자처럼 해석 할 것입니다. 그러나 그녀가 잘못을 추측하여 밥에게 그의 장치의 방향에 비해 양극화가 나오지 않는 밝은 맥박을 보냈다면 밥의 장치는 실제로 그것을 두 개의 희미한 펄스로 나눌 것입니다. 이들 중 어느 것도 Bob의 탐지기를 발사 할만 큼 강하지 않을 것입니다. 따라서 Bob은 Eve가 광자의 분극을 엉망으로 만드는 사건을 결코 눈치 채지 못할 것입니다. 그리고 그는 펄스 손실을 눈치 채지 못했습니다. 많은 광자가 탐지기 비 효율성 때문에 앨리스에서 밥으로 결코 그것을 만들지 않기 때문에
.작년에 토론토 대학교의 물리학 자 Hoi-Kwong Lo와 동료들은이 문제를 해결하는 방법을 찾았다 고 주장했습니다. 새로운 프로토콜에서 Alice와 Bob은 무작위로 편광 된 신호를 제 3자인 Charlie에게 전송하여 양자 키 생성을 시작할 것입니다. Charlie는 실제 분극이 아니라 분극이 직각인지 여부를 결정하기 위해 신호를 측정 할 것입니다. 예를 들어, Alice가 수직 신호를 보냈고 Bob도 수직 신호를 보냈다면 Charlie는 "아니오"신호를 보낼 것입니다. 그러나 Alice가 수직 신호를 보냈고 Bob이 수평 신호를 보냈다면 Charlie는 "예"신호를 보낼 것입니다. 밥이 "예"라고 들었을 때, 그는 단순히 그의 신호를 90 °로 비틀어 Alice의 것과 동일하게 만들 었습니다. 이는 양자 키를 형성 할 것입니다. 여기서 찰리는 찰리가 단지 광자의 분극을 결정하지 않고 비교하므로 광자를 분할 할 수없고 반 강도 신호가 없다는 것입니다. 결과적으로, 이브에 의해 변조는 눈에 띄지 않을 것입니다. 그녀가 찰리의 어깨 너머로 피어링하더라도 앨리스와 밥의 신호가 상관 관계가 있는지 알게 될 것입니다.
.Lo와 동료들은 방금 그들의 아이디어를 발표했습니다. 이제 물리 검토 편지에서 언론의 논문에서 두 명의 물리학 자 그룹은 새로운 프로토콜이 작동한다는 것을 보여 주었다. 캐나다 캘거리 대학교 (University of Calgary)의 볼프강 티텔 (Wolfgang Tittel)과 동료들은 찰리의 탐지기를 캘거리 메인 캠퍼스에, 밥의 신호 생성기 6km, 앨리스의 신호 생성기는 12km 떨어진 다른 실험실의 앨리스의 신호 생성기를 배치했습니다. 연구원들은 Bob과 Alice가 진정으로 안전한 암호화로 임의의 신호를 생성하지 않았지만 신호 타이밍과 측정이 그러한 거리에서 수행 될 수 있음을 보여주었습니다. 한편, Hefei에있는 중국 과학 기술 대학의 Jian-Wei Pan은 실험실에도 불구하고 임의의 신호를 가진 양자-크립 션 프로토콜을 시연했습니다.
이것은 결국 양자 암호화가 안전하다는 것을 의미합니까? 상업적인 양자 암호화를 만드는 스위스 회사 ID Quantique의 CEO 인 Grégoire Ribordy는 실제 시스템이 이미 감지기를 지속적으로 조정하여 이미 눈을 멀게하여 항상 들어오는 광자와 다르게 반응 할 수 있도록 이미 눈을 멀게하는 허점을 겪었다 고 말합니다. 이러한 대책은 이브가 보안을 방해하기가 매우 어렵습니다. 왜냐하면 그녀는 강력한 빛의 신호를 지속적으로 조정해야하기 때문입니다. 그러나 Ribordy는 Tittel과 다른 사람들의 새로운 프로토콜 시연이 미래 시스템 개발에 환영한다고 덧붙였다. "짧은 대답은 매우 흥미 롭다는 것이 매우 흥미 롭다는 것입니다. 그러나 실제적인 관점에서 구현하기에 충분히 성숙하지는 않습니다."
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