211service.com
Quantum Codeboek
Nu de handel snel online gaat, is de mogelijkheid om privéberichten te verzenden via openbare communicatienetwerken van vitaal belang geworden. De veiligste manier van versleutelen is dat zowel de afzender als de ontvanger van een bericht dezelfde lange reeks willekeurige cijfers, ook wel een sleutel genoemd, gebruiken als basis voor het coderen en decoderen. Maar zo'n sleutel moet wel uitgewisseld worden, en of de overdracht nu plaatsvindt via telefoon, pantserwacht of postduif, er is altijd een risico op onderschepping.
Nou ja, bijna altijd. Jaren geleden kwamen natuurkundigen met een benadering genaamd kwantumcryptografie die vertrouwt op de bizarre wetten van de kwantummechanica om snuffelaars definitief buiten te sluiten en belangrijke gegevens in absolute veiligheid te verzenden. IBM-natuurkundige Charles Bennett en zijn collega's bouwden het eerste werkende laboratoriumprototype in 1989. Nu hebben onderzoekers van het IBM Almaden Research Center in San Jose, Californië een apparaat gebouwd van kant-en-klare telecommunicatiecomponenten waarvan ze zeggen dat ze binnenkort zullen verhuizen. kwantumcryptografie uit het natuurkundig laboratorium en in de echte wereld.
Dit verhaal maakte deel uit van ons nummer van maart 1999
- Zie de rest van het probleem
- Abonneren
Het IBM-apparaat, dat de kwantumcryptolink wordt genoemd, codeert stukjes sleutelinformatie in individuele fotonen van licht door ze in een van twee richtingen te polariseren. Gebruikers kunnen de datadragende fotonen over korte afstanden over een glasvezelkabel uitwisselen. De veiligheid wordt gegarandeerd door het onzekerheidsprincipe van Heisenberg, dat zegt dat het voor een afluisteraar onmogelijk is om de fotonen te observeren zonder ze te storen. Als de afzender en de legitieme ontvanger tekenen van spionage zien, kunnen ze de sleutel geheel of gedeeltelijk weggooien en het opnieuw proberen.
Om de cryptolink te bouwen, moest een team onder leiding van Nabir Amer, manager van IBM's kwantuminformatiegroep, een aantal praktische problemen oplossen. Ze implementeerden bijvoorbeeld een signaalverwerkingsschema om de fouten teniet te doen die echte glasvezelnetwerken introduceren en die een houvast kunnen achterlaten voor afluisteraars om fotonen onopgemerkt te stelen. De grootste resterende uitdaging, volgens IBM-teamlid Bill Risk, zijn de ultragevoelige fotondetectoren die moeten worden gekoeld met vloeibare stikstof tot -173 C. Risk zegt dat nieuwe, thermo-elektrisch gekoelde detectoren het probleem moeten oplossen.
Amer schat dat zijn laboratorium tegen het einde van het jaar een prototype zal ontwikkelen van een kaart die je op een netwerk kunt aansluiten. Hoewel IBM nog geen specifieke plannen heeft om de cryptolink op de markt te brengen, zegt Amer dat het kan worden gebruikt om beveiligde eilanden op bedrijfs- of overheidscomputernetwerken te bieden, of om stadsbrede netwerken van geldautomaten te beschermen.
Maar Tom Parenty, directeur gegevens- en communicatiebeveiliging bij Emeryville, Californië, softwarebedrijf Sybase, zegt dat hoewel kwantumcryptografie 100 procent veilige communicatie biedt, ik het gevoel heb dat het voor 99 procent van de applicaties overdreven is. Standaardcoderingssystemen, waarvan sommige geen veilige sleuteluitwisseling vereisen, kunnen nu al alle aanvallen afweren, behalve gezamenlijke aanvallen die worden ondersteund door enorme rekenkracht.
Amer gelooft dat dergelijke cijfers onbruikbaar kunnen worden gemaakt door een ander apparaat in de werken bij IBM - de kwantumcomputer. Als we ooit een kwantumcomputer hebben, zegt Amer, zou hij snel genoeg zijn om de huidige codes in een handomdraai te kraken, en alleen zijn cryptografische equivalent zou veilige communicatie kunnen garanderen.