კვანტური კრიპტოგრაფია ეხება კრიპტოგრაფიულ სისტემებს, რომლებიც ეყრდნობიან კვანტურ მექანიკურ ეფექტებს და თვისებებს კრიპტოგრაფიული ამოცანების შესასრულებლად. ეს განსხვავდება კლასიკური კრიპტოგრაფიისგან, რომელიც გამოიყენება თანამედროვე კომპიუტერებზე. კვანტური კრიპტოგრაფიის ფუნდამენტური მოთხოვნაა კვანტური კომპიუტერის გამოყენება; მისი შესრულება შეუძლებელია სტანდარტული კომპიუტერის გამოყენებით.
QKD
კვანტური კრიპტოგრაფიის მთავარი ველი არის QKD. QKD ნიშნავს კვანტური გასაღების განაწილებას. სრულად კვანტური დაშიფვრის პროცესის გამოყენების ნაცვლად, QKD იყენებს კვანტურ ეფექტებს კლასიკური დაშიფვრის გასაღების უსაფრთხოდ გასავრცელებლად. ეს ნიშნავს, რომ საჭიროა მხოლოდ დადასტურებული უსაფრთხო კვანტური საკომუნიკაციო სისტემის შემუშავება, ვიდრე ბევრად უფრო რთული კვანტური ალგორითმები. ის ასევე ამცირებს ფიზიკურ მოთხოვნებს; ტექნიკურად, მხოლოდ კვანტური ქსელის ბარათი იქნება საჭირო ჩვეულებრივ კომპიუტერზე და არა მთლიან კვანტურ კომპიუტერზე.
კვანტური მექანიკა გონივრულად ემსახურება უსაფრთხო კვანტური საკომუნიკაციო სისტემების განვითარებას. არსებობს კვანტურ საკომუნიკაციო არხებთან კომუნიკაციის გზები, რომლებსაც არაავტორიზებული მესამე მხარე ვერ აკონტროლებს ამ შეჭრის აღმოჩენის გარეშე.
კვანტური საკომუნიკაციო არხის უსაფრთხოება ასევე შეიძლება შემცირდეს რამდენიმე უაღრესად მინიმალურ მოთხოვნამდე. ერთ-ერთი ასეთი პირობაა, რომ ორ ლეგიტიმურ მხარეს ჰქონდეთ ერთმანეთთან ავთენტიფიკაციის რაიმე გზა. კიდევ ერთი მოთხოვნაა უბრალოდ კვანტური მექანიკის კანონების გამოყენება.
QKD-სთვის მთავარი პრობლემა კვანტური ინფორმაციის მნიშვნელოვან დისტანციებზე გადაცემის სირთულეს უკავშირდება. ამჟამინდელი კვლევა საშუალებას იძლევა ოპტიკურ ბოჭკოებზე შესაბამისი საკვანძო შეთანხმების განაკვეთები 550 კმ მანძილზე. ამ მანძილის მიღმა, საჭიროა კვანტური გამეორებები, რათა სიგნალი არ დაიკარგოს ხმაურში. გარდა ამისა, კვანტური კომუნიკაციების მარშრუტიზაცია კვანტურ ინტერნეტზე რთული იქნება. ამჟამინდელი ტესტის სისტემები, როგორც წესი, არის წერტილი-წერტილი.
კვლევის სხვა სფეროები
კვანტური ეფექტები შეიძლება გამოყენებულ იქნას უნდობლობის კვანტური გამოთვლის სფეროში. აქ ორ მხარეს შეუძლია ითანამშრომლოს ერთმანეთის ნდობის გარეშე. კვანტური სისტემა შეიძლება შეიქმნას ისე, რომ ორივე მხარემ დაამტკიცოს, რომ მეორე ატყუებდა. თუმცა, ეს მეთოდები ასევე ეყრდნობა არაკვანტურ ეფექტებს, როგორიცაა ფარდობითობის ფარდობითობა.
კვლევა მიმდინარეობს სხვა სფეროებში, როგორიცაა მიმღების მოთხოვნა კონკრეტულ ფიზიკურ ადგილას, თუნდაც ორი მოწინააღმდეგის შეთანხმება. სხვა სქემები ცდილობენ აიძულონ თუნდაც აქტიურად არაკეთილსინდისიერი მიმღებები იყვნენ პატიოსნები, თაღლითობის უნარის აბსოლუტური სისტემის მოთხოვნების დანერგვით. ამ ტიპის სამუშაოების დიდმა ნაწილმა აჩვენა სისუსტეები მიმდინარე კვანტურ განხორციელებაში, მაგრამ კარი ღია დატოვა მომავალი კვლევისთვის ძალიან ახალგაზრდა სფეროში.
კვანტური კომუნიკაცია მოითხოვს რამდენიმე საკითხს, რომ იყოს ნამდვილად უსაფრთხო. უპირველეს ყოვლისა, ოპტიკურ გადაცემას უნდა შეეძლოს ერთი ფოტონების გაგზავნა. ამჟამინდელი სისტემები ჩვეულებრივ იყენებენ ლაზერებს, რომლებიც აგზავნიან მრავალ ფოტონს. თეორიულად, მოწინააღმდეგეს შეუძლია მრავალი ფოტონიდან ერთ-ერთი კვალის დატოვების გარეშე ჩაჭრა. თუმცა, არსებობს პერსპექტიული კვლევა ერთი ფოტონის წყაროების შემუშავებაში.
მეორეც, ფოტონების დეტექტორები განიცდიან წარმოების შემწყნარებლობაზე დაფუძნებულ განსხვავებებს, რაც ხსნის ფანჯარას, რომ მომსმენი შეიყვანოს საკუთარი თავი კომუნიკაციის ნაკადში გამოვლენის გარეშე. ამ საკითხის სრულად გადაჭრა შეუძლებელია უსაზღვროდ მჭიდრო ტოლერანტობის გარეშე, ეს შეუსრულებელი მოთხოვნაა.
დასკვნა
კვანტური კრიპტოგრაფია ეხება კრიპტოგრაფიას, რომელიც იყენებს კვანტურ მექანიკურ ეფექტებს. ამჟამინდელი ძირითადი ველი არის კვანტური გასაღების განაწილება, რომელიც იყენებს კვანტურ კომუნიკაციის მეთოდებს კლასიკური დაშიფვრის გასაღებების გადასაცემად. კვანტური კრიპტოგრაფია არ უნდა აგვერიოს პოსტკვანტურ კრიპტოგრაფიაში.