Ερευνητές από τα πανεπιστήμια UC Santa Barbara και UCLA ανέπτυξαν μια νέα μέθοδο κβαντικής κρυπτογράφησης, η οποία εμποδίζει την αντιγραφή των κρυπτογραφημένων δεδομένων ακόμη και αν αυτά υποκλαπούν. Η προσέγγιση αξιοποιεί θεμελιώδεις νόμους της κβαντικής φυσικής και θα μπορούσε να ενισχύσει σημαντικά την ασφάλεια των ψηφιακών επικοινωνιών στο μέλλον.
Ασφάλεια που βασίζεται στους νόμους της φυσικής
Η σημερινή ψηφιακή ασφάλεια στηρίζεται σε πολύπλοκους μαθηματικούς υπολογισμούς, οι οποίοι θεωρούνται πρακτικά αδύνατο να λυθούν με τους υπάρχοντες υπολογιστές. Ωστόσο, η ανάπτυξη ισχυρών κβαντικών υπολογιστών ενδέχεται να καταστήσει αυτές τις μεθόδους ευάλωτες.
Η νέα τεχνική αξιοποιεί το «θεώρημα της μη αντιγραφής» της κβαντικής φυσικής, σύμφωνα με το οποίο είναι αδύνατο να δημιουργηθεί πιστό αντίγραφο μιας άγνωστης κβαντικής κατάστασης. Με αυτόν τον τρόπο, η προστασία των δεδομένων δεν εξαρτάται πλέον μόνο από τα μαθηματικά, αλλά από τους ίδιους τους νόμους της φύσης.
Πώς λειτουργεί η νέα τεχνική
Οι ερευνητές κρυπτογράφησαν ένα μόνο bit πληροφορίας – το 0 ή το 1 – μετατρέποντάς το σε κβαντικό κρυπτοκείμενο. Με τη βοήθεια ενός μυστικού ψηφιακού κλειδιού, η πληροφορία διαμοιράζεται σε μια σειρά κβαντικών καταστάσεων, τις οποίες μόνο ο νόμιμος παραλήπτης μπορεί να μετρήσει σωστά και να ανακτήσει το αρχικό μήνυμα.
Εάν ένας επιτιθέμενος προσπαθήσει να υποκλέψει και να μοιράσει τα κβαντικά δεδομένα σε δύο συνεργούς, η ίδια η διαδικασία αλλοιώνει τις κβαντικές καταστάσεις. Ως αποτέλεσμα, ακόμη και αν αποκτήσουν αργότερα το μυστικό κλειδί, δεν μπορούν να ανακτήσουν αξιόπιστα το μήνυμα, με τις πιθανότητες επιτυχίας τους να πλησιάζουν το 50% – δηλαδή όσο μια τυχαία πρόβλεψη.
Σύμφωνα με τους δημιουργούς της μεθόδου, η ασφάλεια αυξάνεται εκθετικά όσο προστίθενται περισσότερες κβαντικές καταστάσεις, ενώ η νέα προσέγγιση ξεπερνά σημαντικούς περιορισμούς προηγούμενων τεχνικών, ανοίγοντας τον δρόμο για ταχύτερες και πιο πρακτικές εφαρμογές κβαντικής κρυπτογράφησης.