Введение

Как только информация передаётся на микроскопическом уровне, таком как одиночные фотоны (одиночные частицы света) или атомами, то эти носители информации подчиняются в большей степени законам квантовой чем классической физики. Это даёт много новых возможностей для работы с информацией, так как можно создать новые информационные процессы, недопускаемые классической физикой.

Квантовая криптография — одна из наиболее зрелых технологий в новой области квантовой обработки информации. В отличии от криптографических техник, безопасность которых основана на недоказанных математических утверждениях¹, безопасность квантовой криптографии основана на законах физики. Сегодня она разрабатывается с прицелом на будущее, в котором взлом классических шифров с открытым ключом может стать практически достижимым. Например, квантовый компьютер когда-нибудь сможет взломать сегодняшние шифры. Одноразовый блокнот² будет невзламываемым даже при использовании таких техник будущего. Слабость одноразового блокнота в том, что секретный, случайный, симметричный ключ, столь же длинный, как и шифруемые им сообщения, должен быть безопасно доставлен предполагаемому получателю сообщения. Кроме того, ключ может быть использован только один раз. Квантовая криптография решает эту проблему способом, недоступным только классической физике, за счёт использования поведения одиночных квантовых частиц.

¹ Например, безопасность криптографии с открытым ключом RSA полагается на широко принятое предположение о том, что проблема факторизации вычислительно сложна. Хотя никакого эффективного алгоритма факторизации в открытых источниках неизвестно, но не было и доказано, что его не может существовать. Алгоритм Шора для квантовых компьютеров уже позволяет эффективную факторизацию, однако это оставляет открытым вопрос о том, возможно ли и в какие сроки создание масштабируемого квантового компьютера. Кроме того, как только квантовое шифрование будет подвержено взлому, такой взлом будет применим и в обратном порядке (ретроактивно) по отношению к секретам сегодняшнего дня. Это является некомфортным для многих типов секретной информации, значение которой сохраняется десятилетиями: правительственные и военные коммуникации, коммерческие секреты, также как и определённая персональная информация, такая как финансовые и медицинские записи.

² Было доказано, что безопасный шифр требует использования секретного ключа по крайней мере такого же размера, как и длина сообщения [16]. одноразовый блокнот — это один из таких шифров.

Оглавление | Дальше