Dataversleuteling met quantumtechnologie geslaagd

Wetenschappers aan Northwestern University is het naar eigen zeggen gelukt om een hoger niveau van quantumencryptie te bereiken door met licht te klooien. Hun methode laat toe om versleutelde gegevens met maar liefst 250 megabit per seconde over een glasvezellijntje te sturen. Er is grote interesse voor de encryptievorm vanuit bedrijven en het leger, dat tevens dit onderzoek sponsort, vanwege de onkraakbaarheid van de versleuteling: deze is alleen te kraken door natuurwetten te breken. Aangezien quantummechanica ook een aantal natuurwetten breekt kan men dus nergens zeker van zijn :

"What makes the system so secure is that an eavesdropper can't tap into it without disturbing the photons," said Paul Kwiat, a professor of physics at the University of Illinois at Urbana-Champaign, and a leading authority on quantum cryptography. "If an eavesdropper disturbs the photons, then they're gone." Quantum cryptography, however, still suffers from one major limitation that may impede its ascent to a practical technology. As it stands today, all quantum cryptography techniques only work over dedicated fiber-optic lines--not over the Internet--and over distances no greater than about 90 kilometers from one point to another.

Telecommunicatiebedrijf Verizon is bezig met een prototype van een systeem waarmee de encryptie over internet gebruikt kan worden. Het ziet er naar uit dat niet quantumcomputers, maar quantumversleuteling de eerste vorm van quantumtechnologie is die daadwerkelijk commercieel geëxploiteerd kan gaan worden. Het systeem van Northwestern maakt gebruik van een PGP-achtig systeem met een publieke en een private sleutel, waarbij kwaadwillenden door ruis in het licht de gewenste informatie niet te pakken kunnen krijgen.

Reacties (34)

Night Lord 16 november 2002 16:47

Heren / Dames deze variant van encryptie is niet te breken omdat de "verzonden" data niet te onderschepen is.
De data die via quantum encryptie "verzonden" wordt is niet echt verzonden. Dit kan omdat het in de quantum mechanika mogelijk is om twee fotonen/elektronen aan elkaar te koppelen (entanglement) zodat ze altijd dezelfde logische status hebben. Na dit koppelen kan je deze twee quantum objecten (elektronen/fotonen) tot enkele lichtjaren van elkaar schijden. Zodra een van de quantum objecten een andere logische staat aanneemt zal de andere (omdat ze gekoppeld zijn) op exact hetzelfde moment de logische status van zijn gekoppelde evenbeeld overnemen. U ziet er is geen data verzonden en toch is het bericht aangekomen. Niemand kan deze berichten onderscheppen omdat niemand een extra quantum object aan het bestaande paar kan koppelen zonder dat de bestaande koppeling verbroken wordt.

RG @Night Lord • 16 november 2002 17:24

Volgens mij heeft deze methode niets van doen met quantumentanglement. Het idee is dat elk foton dat door de kabel gaat ergens voor staat. Als iemand het foton onderschept (met een detector dus) verandert volgens de quantummechanica zijn toestand en kan de ontvanger dus bepalen aan de hand van de toestandof het foton is "afgeluisterd".

Daarom werkt deze methode ook alleen over een dedicated lijn (en waarschijnlijk nog eentje van erg goed kwaliteit ook). En er zijn waarschijnlijk ook uiterst gevoelige en hogh tech sonsors en lasers nodig die onderscheid kunnen maken tussen afzonderlijke fotonen.

Conclusie: er wordt wel degelijk data verzonden, maar je als het "afgeluisterd" is, kan dat achterhaald worden.

Night Lord @RG • 16 november 2002 17:49

Ja als je het via de kabel verstuurt kan je via het onzekerheids principe achterhalen of iemand mee heeft zitten luisteren.

Maar waarom zou ik gevoelige data via een kabel willen versturen als ik het via quantum entanglement kan overbrengen zonder het risico te lopen dat het onderschept wordt. Dezer info is ook te lezen in Scientific American issue November 2002 artikel: rules for a Complex Quantum World.

RG @Night Lord • 16 november 2002 18:01

Omdat het dan ook niet te kraken valt, tenzij je fotonen kunt "afluisteren" zonder ook maar iets van hun status te veranderen. En dat kan gewoon (nog) niet. En zo werkt de techniek en die is tot nu toe waterdicht.

Quantum Entanglement is iets heel anders en wordt iig niet indeze techniek toegepast. Het idee is op zich zo gek nog niet, maar of het praktisch haalbaar is (of zal worden) weet ik niet.

0rbit @Night Lord • 16 november 2002 18:29

Lees het artikel; Zo werkt het niet bij deze techniek.

En :

Aangezien quantummechanica ook een aantal natuurwetten breekt kan men dus nergens zeker van zijn

*zucht*...

oZy 16 november 2002 14:02

maar heb je geen quantumcomputer nodig om een quantumversleuteling te maken en te decrypten dan?

Tomatoman @oZy • 17 november 2002 01:42

Uit een interview met wetenschappers van Northwestern University:

Interviewer: "Je kunt de data nu met quantumtechnologie versleutelen. Misschien is het handig om ook een manier te verzinnen om het zaakje daarna weer te ontsleutelen?"
Wetenschapper: "Uhhh.."

* 786562 tomatoman

Verwijderd 16 november 2002 19:45

Ik vind het altijd wel leuk dit soort discussies

Met 256bits encryptie ben je ook al een supercomputer nodig om het te kraken. Dit is alleen een behoorlijk stapje hoger nog.

Maar daar gaat het niet om: beveiliging is zo sterk als de zwakste schakel en die is meestal menselijk. Als je bijvoorbeeld quantumbeveiliging gebruikt maar je verstuurt eerst de te gebruiken sleutel via (non encrypted) email, of je belt hem ff door is de beveiliging al behoorlijk teruggezakt. Elke hacker zal dit ook weten. Hij/zij probeert dan ook niet de code te breken maar kijkt gewoon of er een simpelere manier is om het voor elkaar te krijgen. Een camera achter je werkplek is ook erg effectief bijvoorbeeld....

Verwijderd @Verwijderd • 17 november 2002 02:20

Dat is het grap van quantum encryptie. Je verstuurt eerst de sleutel dat even lang is als de te versturen bericht. En als je merkt dat die sleutel afgeluisterd is dan verstuur je een ander random sleutel totdat er wel 1 goed doorkomt. De encrypted bericht verstuur erna en die mogen ze heus afluisteren want die 1path sleutel dat evenlang is als die bericht is onkraakbaar.

Rone Moderator Tweaking 17 november 2002 05:15

Zodra een van de quantum objecten een andere logische staat aanneemt zal de andere (omdat ze gekoppeld zijn) op exact hetzelfde moment de logische status van zijn gekoppelde evenbeeld overnemen.

Klopt. De een past zich aan de ander aan met een tijds-interval van 0.
Er vind dus een reaktie plaats die sneller is dan licht.
Dat is de natuurwet die dit verschijnsel overtreedt.

Dit kan omdat het in de quantum mechanika mogelijk is om twee fotonen/elektronen aan elkaar te koppelen (entanglement) zodat ze altijd dezelfde logische status hebben.

Deze koppeling van elektronen wordt de "Singlet State" genoemd.

Ik heb altijd gedacht dat een manier van communiceren via deze manier onmogelijk was, maar daar blijkt nu dus verandering in te zijn gekomen.

Verwijderd @Rone • 17 november 2002 13:18

Dat kan niet kloppen. Gekoppelde elektronen/fotonen kunnen toch niet op exact hetzelfde moment de logische status van hun evenbeeld overnemen. Ze zijn elkaar gekoppeld via een of ander veld, en wisselen dus informatie uit via ijkbosonen, zoals het graviton en de gluonen (dat dacht ik in ieder geval -> elektromagnetische krachten worden overgebracht door deeltjes die als boodschapper fungeren: quantumveldentheorie). Zwaartekracht bijvoorbeeld werkt ook niet "instantaneous", maar wordt overgebracht door het toepasselijk genoemde graviton (dat denkt/hoopt men in ieder geval)
Of werkt dit soms heel anders?

Hodgesaargh 16 november 2002 14:03

Hoe ongeloofwaardig het misschien nu ook mag klinken.... het is gemaakt door mensen dus het kan door mensen worden gekraakt. Het lijkt nu misschien heel erg veilig, maar ik kan me niet voorstellen dat het altijd veilig zal zijn.

LauPro @Hodgesaargh • 16 november 2002 14:09

Het punt is ook meer het afluisteren. Neem bij voorbeeld UTP (Cat5) die zou je gewoon kunnen strippen en dan wat klemmetjes gebruiken en dan afluisteren.

Glasvezel is imo al helemaal moeilijk te doen omdat dit vrijwel direct gemerkt zou worden, maar stel dat ze het voor elkaar krijgen om een soort splitter te plaatsen en dan heb je ontzettend goede apparatuur nodig om de codering er dan ook nog eraf te halen.

Overigens kan elke codering worden 'gekraakt' omdat het anders niet meer 'leesbaar' zou zijn.

Codin the Coder @Hodgesaargh • 16 november 2002 14:45

Nee, het kan niet gekraakt worden.

Neem bijvoorbeeld one-time-path-encryptie-algoritmen. De data die deze genereren kan ook niet gekraakt worden. Dit valt wetenschappelijk te bewijzen. Ga zelf maar eens googlesearchen voor de grap.

Met quantum-encryptie geldt dat je de ge-encrypte data verstoort wanneer je hem observeert, zodat je er niks meer aan hebt.

Het is 100% veilig.

Wildfire

@Codin the Coder • 16 november 2002 14:50

Het is 100% veilig

Nee, volgens de huidige stand van de wetenschap is het onmogelijk. Dat is een groot verschil...

Krankenstein @Wildfire • 16 november 2002 19:37

Volgens de nu bekende wetten zal je bedoelen. De kans dat die niet kloppen is erg klein omdat ze wetenschappelijk onderbouwd kunnen worden.

Maar ff theoretisch: als je nou een ontvanger en een zender hebt die met dezelfde technologie werken, zou je er dan geen afluisterapparatuur tussen kunnen zetten? Gewoon weer een zelfde signaal creeren. Dat dan overigens natuurlijk op een of andere manier ertussen zetten als er niet gecommuniceerd wordt zodat je geen onderbreking van het signaal ziet.

Verwijderd @Codin the Coder • 16 november 2002 16:08

100% veilig?

Denk dat je bedoel dat de encryptie niet te kraken is... zelf als dit zo is dan zijn er altijd nog brute force methoden.

Maw de encryptie is "niet" te kraken, maar wel te OMZEILEN

Codin the Coder @Verwijderd • 16 november 2002 18:26

Een bruteforce methode zou de data moeten bekijken. Bekijken = verstoren. Verstoren = dag dag met je handje tegen de data.

100% veilige dataversleuteling bestaat.

(overigens heb ik geen flauw benul van wat je met omzeilen bedoelt)

eth0 @Codin the Coder • 17 november 2002 15:46

KAn wel gekraakt worden dmv het klonen van de fotonen zo blijven ze wel in orginale toestand, maar je kan wel meeluisteren. Er stond hier over ook laatst een artikel op de frontpage.

cablepokerface 16 november 2002 14:04

Ik weet wel dat iedereen verknocht is aan een super versleuteling, maar in hoeverre is dit nu werkelijk nodig ? Kijk bijvoorbeeld naar het RC projekt van de koetjes (

) ... om deze sleutel te vinden heeft zowat de gehele wereld een jaar mee moeten rekenen ...

Is dat te weinig ? Of te kwetsbaar ? Beveiliging van gegevens daar ben ik helemaal voor ... maar wanneer wordt beveiliging overdreven ?

vargo @cablepokerface • 16 november 2002 14:20

Het bijzondere van deze manier van versleutelen is dat je kan zien of iemand het bericht heeft onderschept of niet. Want zodra je luistert verandert het bericht.

Binnen de quantummechanica heet dit het onzekerheidsprincipe: je kan niet zowel de positie als het momentum meten op hetzelfde tijdstip.

Op dit punt heeft het dus wel degelijk een meerwaarde. Voor een hoop toepassingen zal het voorlopig te kostbaar zijn, maar wie weet zal het over een tijdje ook voor ons gewone consumenten betaalbaar zijn.

zork @cablepokerface • 16 november 2002 19:14

Het RC5 project had bij wijze van spreken ook binnen een paar minuten afgelopen kunnen zijn

'Toevallig' zat de sleutel in de latere uitgaves...

ACM Software Architect @cablepokerface • 16 november 2002 14:12

Een stel wetenschappers had het met veel minder computers en een relatief lichte supercomputer in 3 maanden gekraakt op de "wetenschappelijke manier".
Heel leuk dat je met RC5-contests er een paar jaar over doet, maar dat geldt alleen voor de ruwe-reken-aanval op de code

Er zijn dus wel degelijk andere manieren mogelijk (moeilijker uit te werken/denken, dat wel) om de boel een stuk sneller te kraken. En sommige van die oplossingen zijn daarna universeel toepasbaar waarna je je code weg kan gooien.

mr_obb @ACM • 16 november 2002 18:02

Dat is onzin. RC%-64 is niet op "de wetenschappelijke manier" gekraakt. Simpelweg omdat dit tot nu toe onmogelijk lijkt. Brute force attacks zijn momenteel de enige manier om deze codering te kraken. Vandaar dat de $10.000,- naar Distributed.net is gegaan en niet naar de door jou genoemde wetenschappers. Dat geld werd niet uitgekeerd aan de eerste die de code met BF gekraakt had, maar aan de eerste die op wat voor manier dan ook het codebericht achterhaalde.

Het belang van zware versleuteling zit hem in de tijdsduur. Als je iets 30 jaar veilig wilt houden, moet je het dus op een manier versleutelen die niet binnen 30 jaar te kraken is, de vooruitgang in de computertechniek meegerekend. Nu heeft het misschien 2 jaar gekost, maar over een paar jaar kan met met Brute force binnen een maand RC5-64 codes kraken.

ACM Software Architect @mr_obb • 16 november 2002 18:47

Dat is dus wel gedaan

Maar idd niet in het kader van Distributed.net

En trouwens, D.net zou dat geld krijgen als ze het konden kraken, niet als ze het als eerste kraakten.

[edit]
Ik kan alleen niet meer vinden waar

we_are_borg 16 november 2002 15:54

Je kan het niet kraken, omdat je een paar natuur wetten moet overtreden.

Maar je mag wel om de natuur wetten heen werken daar over is niets gezegd.

zork @we_are_borg • 17 november 2002 10:43

En hoe wil je 'om de natuurwetten heenwerken' zonder de natuurwetten te overtreden? Daar ben ik eerlijk gezegd best wel benieuwd naar

The Collector 16 november 2002 16:13

Dat het niet te kraken is, zal ook niet waar zijn: Het is namelijk niet te kraken zonder dat de andere kant het merkt...

Stel je voor, Land-1 wil een aanval doen over twee dagen op Land-2, dit sturen ze dmv quantum-encryptie door een lijntje heen. Land-2 vangt dit op en ziet het, ze kunnen zich er nu op voor bereiden. Land-1 ziet dit ook, en zullen het (op deze manier) niet door laten gaan, hoe dan ook, Land-2 heeft de beslissing beinvloed. Land-2 kan het dan ook echt een rot zorg zijn of ze het gemerkt hebben!!