Luottamus on hyvä, kvanttimetku on parempi

Kvanttikryptografiassa kvanttimekaniikan lakeja hyödynnetään viestiensiirrossa korkeammalla turvallisuustasolla kuin on mahdollista perinteisillä kriittisillä järjestelmillä.

Periaatteessa kvanttikommunikaatio mahdollistaa absoluuttisen turvallisuuden. Mutta käytännössä tällainen ehdoton turvallisuus ei ole toteutettavissa. Yksi tärkein tapa, jolla luvaton henkilö voi kuitenkin "kuunnella", on manipuloida käytettäviä viestintävälineitä etukäteen.

Tutkimusartikkelissaan Rotem Arnon-Friedman ETH Zürichistä ja kollegat todistavat, että on olemassa kvanttikryptografisia protokollia, jotka takaavat melkein optimaalisen turvallisuuden, vaikka laitteita manipuloidaan.

Laiteriippumaton kvanttikryptografia on kvanttiviestinnän "kultainen standardi", jolla kvanttikryptografian etuja voidaan toteuttaa ilman huolta siitä, onko käytetty laite luotettava vai ei. Tämä on houkutteleva prosessi, mutta toistaiseksi laiteriippumaton kvanttikryptografia on ollut pääasiassa teoreettinen rakenne, joka ei ole saavutettavissa realistisissa olosuhteissa.

Tohtoriopiskelija Arnon-Friedmanin, professori Renato Rennerin ryhmässä, ETH Zürichistä ja työtoverit Yhdysvalloista, Ranskasta ja Tšekin tasavallasta kehittivät uuden teoreettisen käsitteen, jota kutsutaan "entropian kertymiseksi", ja sovelsivat sitä kvanttikryptografiaan.

He havaitsivat, että jokainen hyökkäysstrategia, ei väliä kuinka monimutkainen se on, voidaan hajottaa yksinkertaisien askelien sekvensseiksi. Tämä on erittäin hyödyllistä turvallisuustodistuksille, jotka ovat tunnetusti kovia, koska jokainen mahdollinen hyökkäysstrategia, jota vastustaja voi ajatella, on otettava huomioon.

Uudella lähestymistavallaan Arnon-Friedman ja kollegat osoittavat ensimmäistä kertaa laitteista riippumattoman kvanttikryptografian turvallisuuden, joka on saavutettavissa kvanttiteknologiassa, mikä avaa tien tällaisten järjestelmien toteuttamiseen käytännössä.