Kryptografi uden brug af hemmelige nøgler

De fleste sikkerhedsapplikationer, for eksempel, adgang til bygninger eller digitale signaturer, bruge kryptografiske nøgler, der for enhver pris skal holdes hemmelige. Det er også det svage led:Hvem vil garantere, at nøglen ikke bliver stjålet eller hacket? Brug af en fysisk uklonbar nøgle (PUK), som kan være en streg hvid maling på en overflade, og lysets kvanteegenskaber, forskere fra University of Twente og Eindhoven University of Technology har præsenteret en ny type datasikkerhed, der gør op med hemmelige nøgler. De præsenterer deres metode i journalen Kvantevidenskab og -teknologi .

Informationssikkerhed, i netbank, for eksempel, fungerer ofte med en kombination af en offentlig nøgle og en privat nøgle. Den offentlige nøgle er kendt af alle, men for at skabe en digital signatur, en privat nøgle er nødvendig. Dette er en kryptografisk metode, der kun virker, hvis private nøgler holdes hemmelige. Men er vi sikre på, at disse nøgler ikke kan opsnappes, ved uagtsomhed eller ved et computerhak?

Alternativet, som forskerne præsenterer i deres papir, er en fysisk nøgle, der ikke kan klones, en fysisk uklonbar nøgle (PUK). Dette kan være en streg af hvid maling, der kraftigt spreder lyset, fordi det består af mange nanopartikler. Resultatet er et unikt pletmønster. At lave en nøgle med nøjagtig de samme spredningsegenskaber er umuligt:​​Ingen malingsoverflade vil være ens. PUK's egenskaber kan være offentligt tilgængelige, men kun ejeren af ​​nøglen er i stand til at sprede lyset på den rigtige måde.

Kvante

Ved at bruge et komplekst rumligt mønster, afsenderen sender lysimpulser til modtagerens nøgle. Disse impulser består af et lille antal fotoner, som er i en kvantetilstand. Ved kvantefysikkens love, denne kvantetilstand vil blive forstyrret, så snart den er målt. Det betyder at, uden at have PUK, ingen vil være i stand til at bestemme fotonernes kvantetilstande. Nøglen, imidlertid, vil ubesværet oversætte det fotoniske signal til forståelig information. Alle kan sende lys til PUK, men kun PUK-ejeren vil være i stand til at dekryptere lysmønsteret til information, der giver mening.

På denne måde en hemmelig besked kan sendes uden behov for lagring af hemmelige nøgler. Modtageren, på tur, kan også indikere, at han kender informationen, der er lagret i lysimpulserne, og autentificere sig selv. Så, ved hjælp af standard kryptografi, det er også muligt at underskrive en besked. PUK'en adskiller sig fra andre hardwarenøgler på markedet, som Yubikey eller læsere, der bruges af banker, som stadig bruger hemmelige digitale nøgler.

Brugen af ​​kvantefysik gør det muligt at udvikle kryptografiske tricks, der er utænkelige klassisk. Protokollen er den seneste af denne udvikling. Selvom det første kvantekrypteringsværktøj stammer fra begyndelsen af ​​firserne, denne forskning viser, at stadig i det væsentlige nye applikationer er mulige ved brug af kvanteoptik.

Glas fiber

Selvom programmeringen af ​​lys og spredning er kompliceret, der er ikke behov for eksotisk teknologi:PUK'en er billig, og at skabe lysmønstrene kan gøres ved hjælp af en lysmodulator, der er en del af en almindelig beamer. Teknikken fungerer nu over en meter fri plads. En vigtig fremtidig applikation, som forskerne nu arbejder på, er sikker transmission af data over en glasfiber.