Cookies op Tweakers

Tweakers maakt gebruik van cookies, onder andere om de website te analyseren, het gebruiksgemak te vergroten en advertenties te tonen. Door gebruik te maken van deze website, of door op 'Ga verder' te klikken, geef je toestemming voor het gebruik van cookies. Wil je meer informatie over cookies en hoe ze worden gebruikt, bekijk dan ons cookiebeleid.

Meer informatie

Snelheidrecord op het gebied van quantumcryptografie

Door , 71 reacties, bron: EurekAlert

Een team van het National Institute of Standards and Technology (NIST) heeft een nieuwe cryptografietechniek gedemonstreerd die gebaseerd is op het verzenden van fotonen, zo lezen we op EurekAlert. Bij de ontwikkeling van deze techniek heeft het NIST onder andere gebruik gemaakt van de hardwarekennis van Acadia Optronics en financiŽle steun van het Defense Advanced Research Projects Agency (Darpa). Op drie mei verscheen een demonstratie van het systeem in het blad Optics Express, waarin te lezen viel hoe de wetenschappers het quantum key distribution system (QKD) getest hebben door een encryptiesleutel te verzenden tussen twee gebouwen, die ruim zevenhonderd meter uit elkaar lagen.

De techniek is de snelste fotonencryptietechnologie tot nu toe, honderd keer sneller dan eerdere fotonsystemen. Het QKD-systeem verzendt een lading fotonen die een geheime sleutel vormen, en doet dit met snelheden van een miljoen bits per seconde. De verzonden gegevens kunnen niet ongemerkt onderschept worden, wat zorgt voor een extra veiligheidsgraad. De encryptiesleutels worden gemaakt door het versturen van individuele fotonen die op vier verschillende manieren gepolariseerd kunnen worden. De fotonen worden gemaakt met behulp van een infrarode laser en ontvangen door telescopen. Het onderscheppen van de boodschap zal altijd opgemerkt worden door de ontvanger, wat een garantie is voor de geheimhouding van de sleutel.

EncryptieWanneer de ontvanger een verandering opmerkt, zal de verzonden sleutel natuurlijk niet meer worden gebruikt voor encryptie. Het vernieuwende aan dit QKD-systeem is dat het de sleutelfotonen kan onderscheiden van fotonen uit andere bronnen, zoals bijvoorbeeld de zon. Om dit te kunnen bereiken bepalen de wetenschappers de exacte tijd waarop de QKD-fotonen het nest verlaten en zoeken ze deze pas weer op op het moment dat ze zouden moeten aankomen. Natuurkundige Joshua Bienfang zegt dat de observatietijd erg kort moet zijn om effect te kunnen hebben. Hoe vaker je kortdurende observaties doet, hoe sneller je een sleutel kan genereren, zo zegt hij.

Om de snelheid van de observaties te vergroten heeft het team gebruik gemaakt van technieken die ook gebruikt worden bij hogesnelheidstelecommunicatie. De elektronica die de data verwerkt is verpakt op programmeerbare printplaatjes die geplugd kunnen worden in normale pc's. De elektronica heeft een verwerkingssnelheid van een miljard bits per seconde, maar door het onderweg verliezen van fotonen is het generen van sleutels beperkt tot een miljoen bits per seconde. Het NIST is van plan met verder onderzoek het systeem te verbeteren en denkt hierbij vooral aan het ontwikkelen van snellere detectoren, die op dit moment de drempel vormen om dergelijke systemen in gebruik te nemen.

Door Tamara van Hal

Nieuwsposter

04-05-2004 • 10:13

71 Linkedin Google+

Bron: EurekAlert

Reacties (71)

Wijzig sortering
[n00bish]
fotonen zijn toch licht-energie-deeltjes = licht?

wat is dan het verschil met glasvezel? Daar wordt toch ook gecommuniceerd dmv licht?
[/n00bish]

Die genoemde snelheden (van 1*10^6 bits/sec = IMO 125 KB/s) zijn natuurlijk niet echt groot, maar dat komt natuurlijk door die beperking. Een miljard bits/s is IMO 125 MB/s en dat gaat de goede kant op, al is het nog niet bizar hoog.
licht bestaat uit fotonen wanneer je het deeltjeskarakter van licht beschouwd.

Bij glasvezel ga je een lichtstraal (golfkarakter) doorheen een optic fiber cable sturen, kritische reflectie ed komen daar dan nog bij kijken, verschillende modi etcetc

Bij dit hier, ga je dus op die fotonen inwerken, en ga je de polarisatie van ieder afzonderlijk foton bepalen. Je kan inzien dat dat uiteraard veel moeilijker is dan een lichtbundel even te polariseren met een polaroÔdtransparantje bijvoorbeeld. Wel, dat is vooralsnog de reden waarom 't nog niet zo snel kan.
Deze fotonen worden ook gewoon via glasvezelkabel verzonden.

Het is in quantumencryptie-experimenten ook gangbaar om de fotonen per glasvezel te verzenden. Dat de verzendingsmethode hier anders is maakt niet veel uit.
....maar door het onderweg verliezen van fotonen is het generen van sleutels beperkt tot een miljoen bits per seconde.

Verliezen van fotonen? Hoe weet de ontvanger het verschil dan tussen een onderschepte boodschap en verloren fotonen? :)
CRC? Nee daar heb ik nog nooit van gehoord... duh. :+
Het ging mij er meer om HOE ze kunnen vaststellen dat een sleutel onderschept is. Stel dat je een dergelijke sleutel wilt onderscheppen dan zul je de fotonen moeten opvangen waardoor de eigenlijke recipient deze fotonen 1. NIET meer of 2. in gemodificeerde toestand ontvangt. Hoe kun je dan het verschil vaststellen tussen een onderschepte key en 'verloren fotonen'? Daar was ik benieuwd naar. :)
Lees nou eerst even de reacties hierboven Vich.

Een CRC klopt toch ook niet meer als er fotonen niet aankomen door storing? Hoe zien ze het verschil tussen een foton die is onderschept en tussen een die onderweg moe werd?

Ik denk eerlijk gezegd dat er rekening word gehouden met een bepaald percentage uitval. Is dit percentage hoger dan normaal, of is het mogelijk om met het uitgevallen percentage de sleutel te berekenen, dan word er een nieuwe sleutel gevraagd/verzonden.

Een CRC checksum heb je in dit opzicht in elk geval niets aan.
Die theorie gaat alleen op als informatie tijdens het lezen random verandert. Als na het lezen van een foton een bit wordt geÔnverteerd dan kun je weldegenlijk als "man in the middle" een nieuwe checksum berekenen en meesturen.
Dat is dus het mooiste van deze technologie: dat kan niet.
De fotonen benaderen voor zover ik weet de lichtsnelheid. Zodra je deze onderschept en er een berekening op los laat (decryptie, crc, etc.) ontstaat er een tijdsverschil. De ontvanger ontvangt zijn pakketjes dan niet (op tijd) en gaat er vanuit dat deze onderschept zijn of verloren.

Het ontvangstwindow staat dus maar een bepaalde tijd open. Komen gegevens later (of eerder) aan dan worden deze gewoon genegeerd.

* 786562 Mecallie
Het lijkt mij ook wel een beetje duur dit soort dingen te onderscheppen, want je moet zelf dat ook een identiek apparaat hebben om de fotonen door te sturen. Foton = licht, dus als je een foton opvangt, dan gaat deze niet meer verder lijkt mij. De bedoelde ontvanger ontvangt de encryptiecode dan ook niet meer.
vraag me af hoe lang het duurt voor er een "workaround" gevonden wordt voor quantumcryptografie. Of is dat dan echt onmogelijk??
Waarom zou je een workaround wensen?? Stel dat 2 commandoposten, gestationeerd in Irak, met elkaar willen communiceren dan wil je toch niet dat Al Quaida die boodschappen onderschept? Met deze techniek kun je dus perfect een boodschap versturen waarbij je 100% zekerheid hebt of de boodschap onderschept is of niet. De enige manier om een work-around-te maken lijkt me dan ook door die commandopost te veroveren en achter die computers te kruipen ;)

Waarom denk je dat DARPA er anders geld in inpompt?
:? Hoezo niet wereldschokkend?

ik bedoel, het veilig doorsturen van de key is nog vaak de achilespees van vele encryptie schemes. (tenzij je met private/public keys werkt)
Je encryptie voor je data kan je zwaar genoeg maken, maar je moet er wel zeker van kunnen zijn dat de key veilig aankomt en alleen bij die persoon die je wil.
Alhoewel het bepaald wel wereldschokkend is dat de sleutel op deze manier te verzenden valt heb je wel gelijk dat het nu nog geen praktische toepassing heeft. e grap is dat over twee jaar er zoveel DARPA geld in is gepompt dat het een gebruikte techniek kan worden, bijvoorbeeld om gegarandeerd veilige communicatielijnen op te zetten tussen oorlogsschepen in een vloot, militaire- en overheidsgebouwen, en wie weet wat nog meer. DARPa betekent dat er vroeg of laat een militaire techniek van gehobbiet wordt. Meestal vroeg.
Nee, zo werkt het niet...het komt er op neer dat zodra je de fotonen het uitgelezen, de informatie 'veranderd' is. Je kan ze nooit meer op exact dezelfde wijze doorsturen. Dus de geadresseerde weet dat de boodschap gelezen is
Dat klopt. Je kan niet een foton aflezen en daarna verder zijn weg laten voortzetten.

In plaats daarvan zou je een nieuw foton met dezelfde eigenschappen kunnen genereren. En dat kan gewoon.

}:O Laat me maar blaten, ben niet helemaal wakker. Heb de bijgaande artikels even gelezen.


Voor de duidelijkheid:

Het punt is dus dat de ontvanger ("Bob") een kans heeft van 50% om het foton juist uit te lezen. Idem dito geldt voor een afluisteraar ("Eva"). Je weet dus als afluisteraar niet of je het juiste signaal hebt, of dat je het moet corrigeren. Bob kan dat vragen aan de zender ("Alice"), maar Eva niet.

Als Eva het signaal verkeerd doorgeeft, is er een kans dat Bob ten onrechte denk het juiste signaal te hebben ontvangen. Eva zal dan nooit uitvinden dat Bob het signaal verkeerd heeft ontvangen.

Bron:
www.nist.gov/public_affairs/releases/quantumkeys_background.htm
tussen twee gebouwen, die ruim zevenhonderd meter uit elkaar lagen
Dat vind ik toch al best ver voor IR.
En daarbij: het is een test, dus het kan veel beter :)
daar kan je toch fiberkabeltjes voor gebruiken?

zo'n laser verbinding hoeft niet persee met een straal, en al gaat het met een straal dan haal je nogsteeds honderden meters zonder al teveel storing
dat is prima te doen

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.


Apple iPhone X Google Pixel 2 XL LG W7 Samsung Galaxy S9 Google Pixel 2 Far Cry 5 Microsoft Xbox One X Apple iPhone 8

© 1998 - 2017 de Persgroep Online Services B.V. Tweakers vormt samen met o.a. Autotrack en Hardware.Info de Persgroep Online Services B.V. Hosting door True

*