211service.com
Kvantkodbok
När handeln rusar online har möjligheten att skicka privata meddelanden via offentliga kommunikationsnät blivit mycket viktig. Det säkraste sättet för kryptering är att både avsändaren och mottagaren av ett meddelande använder samma långa sträng av slumpmässiga siffror, så kallad nyckel, som grund för kodning och avkodning. Men en sådan nyckel måste bytas ut och oavsett om överlämningen sker via telefon, pansarvakt eller brevduva finns det alltid risk för avlyssning.
Tja, nästan alltid. För år sedan kom fysiker på ett tillvägagångssätt som kallas kvantkryptografi som förlitar sig på kvantmekanikens bisarra lagar för att definitivt stänga ute snoops och överföra nyckeldata i absolut säkerhet. IBM-fysikern Charles Bennett och hans kollegor byggde den första fungerande laboratorieprototypen 1989. Nu har forskare vid IBM Almaden Research Center i San Jose, Kalifornien, byggt en enhet av vanliga telekommunikationskomponenter som de säger snart kommer att flytta kvantkryptografi ut ur fysiklabbet och in i den verkliga världen.
Den här historien var en del av vårt marsnummer 1999
- Se resten av frågan
- Prenumerera
IBM-enheten, kallad kvantkryptolänken, kodar bitar av nyckelinformation till individuella fotoner av ljus genom att polarisera dem i en av två riktningar. Användare kan utbyta de databärande fotonerna över en fiberoptisk kabel över korta avstånd. Säkerheten garanteras av Heisenbergs osäkerhetsprincip, som säger att det är omöjligt för en avlyssnare att observera fotonerna utan att störa dem. Om avsändaren och den legitima mottagaren ser tecken på spioneri kan de kasta ut hela eller delar av nyckeln och försöka igen.
För att bygga kryptolänken var ett team ledd av Nabir Amer, chef för IBM:s kvantinformationsgrupp, tvungen att lösa ett antal praktiska problem. Till exempel implementerade de ett signalbehandlingsschema för att eliminera de fel som verkliga fiberoptiska nätverk introducerar och som kan lämna ett fotfäste för avlyssnare att stjäla fotoner oupptäckta. Den största återstående utmaningen, enligt IBM-teammedlemmen Bill Risk, är de ultrakänsliga fotondetektorerna som måste kylas med flytande kväve till -173 C. Risk säger att nya termoelektriskt kylda detektorer borde lösa problemet.
Vid årets slut, uppskattar Amer, kommer hans labb att konstruera en prototyp av ett kort som du kan ansluta till ett nätverk. Även om IBM ännu inte har några specifika planer för att kommersialisera kryptolänken, säger Amer att den kan användas för att tillhandahålla säkra öar på företags- eller statliga datornätverk, eller för att skydda stadstäckande nätverk av automater.
Men Tom Parenty, chef för data- och kommunikationssäkerhet på Emeryville, Kalifornien, mjukvaruföretaget Sybase, säger att även om kvantkryptografi kan erbjuda 100 procent säker kommunikation, är min känsla att det är överdrivet för 99 procent av applikationerna. Standard chiffersystem, av vilka några inte kräver säkert nyckelutbyte, kan redan avvärja alla utom samordnade attacker som backas upp av massiv datorkraft.
Amer tror att sådana chiffer kan göras oanvändbara av en annan enhet som är på gång hos IBM - kvantdatorn. Om vi någonsin har en kvantdator, säger Amer, skulle den beräkna tillräckligt snabbt för att knäcka dagens koder i en handvändning, och bara dess kryptografiska motsvarighet skulle kunna garantera säker kommunikation.