Kriptografi kuantum mengacu pada sistem kriptografi yang mengandalkan efek mekanika kuantum dan properti untuk melakukan tugas kriptografi. Ini berbeda dengan kriptografi klasik yang digunakan pada komputer modern. Persyaratan mendasar kriptografi kuantum adalah penggunaan komputer kuantum; itu tidak dapat dilakukan dengan menggunakan komputer standar.
QKD
Bidang utama dalam kriptografi kuantum adalah QKD. QKD adalah singkatan dari Quantum Key Distribution. Daripada menggunakan proses enkripsi kuantum sepenuhnya, QKD menggunakan efek kuantum untuk mendistribusikan kunci enkripsi klasik dengan aman. Ini berarti bahwa hanya sistem komunikasi kuantum yang terbukti aman yang perlu dikembangkan daripada algoritme kuantum yang jauh lebih kompleks. Ini juga mengurangi persyaratan fisik; secara teknis, hanya kartu jaringan kuantum yang diperlukan pada komputer biasa daripada seluruh komputer kuantum.
Mekanika kuantum cocok untuk mengembangkan sistem komunikasi kuantum yang aman. Ada cara untuk berkomunikasi dengan saluran komunikasi kuantum yang tidak dapat dipantau oleh pihak ketiga yang tidak berwenang tanpa intrusi tersebut dapat terdeteksi.
Keamanan saluran komunikasi kuantum juga dapat dikurangi menjadi beberapa persyaratan yang sangat minim. Salah satu syarat tersebut adalah agar kedua pihak yang sah memiliki beberapa cara untuk mengotentikasi satu sama lain. Persyaratan lain hanyalah bahwa hukum mekanika kuantum berlaku.
Masalah utama QKD berasal dari kesulitan mentransmisikan informasi kuantum pada jarak yang signifikan. Penelitian saat ini memungkinkan untuk tingkat kesepakatan kunci yang sesuai pada serat optik sepanjang 550 km. Di luar jarak ini, pengulang kuantum diperlukan untuk memastikan sinyal tidak hilang dalam kebisingan. Selain itu, merutekan komunikasi kuantum melalui Internet kuantum akan menjadi tantangan. Sistem pengujian saat ini cenderung point-to-point.
Bidang Penelitian Lainnya
Efek kuantum dapat digunakan di bidang komputasi kuantum yang tidak dapat dipercaya. Di sini, dua pihak bisa bekerja sama tanpa saling percaya. Sistem kuantum dapat dirancang agar kedua belah pihak dapat membuktikan bahwa yang lain curang. Metode ini, bagaimanapun, juga bergantung pada efek non-kuantum seperti relativitas khusus.
Penelitian sedang berlangsung di bidang lain, seperti mengharuskan penerima berada di lokasi fisik tertentu bahkan jika dua musuh berkolusi. Skema lain berupaya memaksa bahkan penerima yang tidak jujur secara aktif untuk jujur dengan menerapkan persyaratan sistem yang berlebihan untuk kemampuan melakukan penipuan. Banyak dari jenis pekerjaan ini telah menunjukkan kelemahan dalam implementasi kuantum saat ini tetapi telah membuka pintu untuk penelitian masa depan di bidang yang sangat muda.
Komunikasi kuantum membutuhkan beberapa hal agar benar-benar aman. Pertama, transmisi optik harus mampu mengirimkan foton tunggal. Sistem saat ini cenderung menggunakan laser yang mengirim banyak foton. Secara teoritis, musuh dapat mencegat salah satu dari banyak foton tanpa meninggalkan jejak. Ada penelitian yang menjanjikan dalam pengembangan sumber foton tunggal.
Kedua, detektor foton mengalami perbedaan berbasis toleransi pembuatan, yang membuka jendela bagi penyadap untuk menyuntikkan diri ke aliran komunikasi tanpa terdeteksi. Masalah ini tidak mungkin diselesaikan sepenuhnya tanpa toleransi yang sangat ketat, persyaratan yang tidak mungkin.
Kesimpulan
Kriptografi kuantum mengacu pada kriptografi yang memanfaatkan efek mekanika kuantum. Bidang utama saat ini adalah Quantum Key Distribution yang menggunakan metode komunikasi kuantum untuk mengirimkan kunci enkripsi klasik. Kriptografi kuantum tidak boleh disamakan dengan kriptografi pasca-kuantum.