Quantenkryptologie

1. Quantenkryptologie Kurzvortrag für die Lehrerfortbildung Quantenphysik 2.7.2002; 4.7.2002; 10.7.2002 Frieder Haug

2. Alice Bob Klartext Klartext K: K: Geheime Botschaft VS(K) Ver-fahren VS Quanten sind schön Quanten sind schön Ver-fahren VS-1 Verschlüsselung Entschlüsselung Eve B Schlüsselaustausch sicher? A Entschlüsselung ohne Schlüssel S durch Probieren möglich? Schlüssel S Schlüssel S Grundschema der Kryptologie

3. Public Key Sicher Klassisch A A A Entschlüsse-lung durch Probieren möglich Entschlüsse-lung durch Probieren möglich Entschlüsse-lung durch Probieren unmöglich B B B Schlüssel öffentlich Geheimer Schlüssel- austausch nötig Geheimer Schlüssel- austausch unerlässlich Bsp.: Monoalphabet. V. Vigenere Verschl. Enigma Bsp.: One-time-pad Bsp.: RSA-Verfahren Verschlüsselungsverfahren Verschlüsselung

4. Vereinbarter Schlüssel (One-time-pad): 3723567856378475413290624359562047592846..... Verschlüsselung: Verschlüsselung mit One-time-pad

5. Satz von Shannon Eine Verschlüsselung ist nur dann absolut sicher und kann niemals ohne Kenntnis des Schlüssels durch Probieren entschlüsselt werden, wenn die folgenden drei Bedingungen erfüllt sind: 1.) Der Schlüssel ist so lang wie der Klartext. 2.) Der Schlüssel wird nur einmal verwendet. 3.) Der Schlüssel wurde zufällig erzeugt.

6. vertikal vertikal 135° 135° 45° 45° horizontal horizontal Prinzip der QK Alice sendet eine Folge von Photonen mit den 4 möglichen Spinrichtungen: Bob untersucht die empfangenen Photonen auf die Spinrichtungen:

7. Alice sendet: Bob untersucht Spinrichtungen: Bob misst Durchkommen: 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 Vereinbarter Schlüssel: 0111010100.... Beispiel für Schlüsselaustausch 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 Bob übermittelt Alice die Spinrichtungen, mit denen er untersucht hat (nicht die Ergebnisse). Alice gibt durch, wel- che Ergebnisse mit der richtigen Richtung untersucht wurden.

8. Beispiel für eine Botschaft

9. Quantenkryptologie ENDE