20 dec. 2019
2 minuten
Kwantumcomputers worden naar verwachting zo krachtig dat ze de bestaande cryptografie kunnen breken. Criminelen zullen ze dus waarschijnlijk inzetten voor aanvallen op gewone computers. Onderzoekers van de UT hebben nu een manier gevonden om onze gegevens te beschermen tegen dit soort aanvallen. Met fotonen.
Het onderzoek is gepubliceerd in New Journal of Physics.
Er zijn al kwantumalgoritmen bekend die de meest gebruikte cryptografische methoden van vandaag doorbreken. Gelukkig biedt kwantumtechnologie ook oplossingen. Met Quantum Key Distribution (QKD) kan men veilig geheime sleutels opbouwen tussen een afzender en een ontvanger. Commerciële QKD systemen zijn verkrijgbaar bij verschillende leveranciers en er zijn al ruimtevaartversies ingezet.
Het vergroten van kwantumalfabetten
Standaard QKD-systemen maken gebruik van fotonen die zich in een van de twee mogelijke toestanden bevinden, bijvoorbeeld horizontaal of verticaal gepolariseerd. Dit beperkt de transmissie tot 1 bit per foton. In zekere zin zijn de fotonen gecodeerd in een alfabet van slechts twee letters: a en b.
Onderzoekers van de UT hebben dit alfabet nu met meer dan duizend letters vergroot. Dit verhoogt de weerstand tegen ruis en verhoogt mogelijk de datasnelheid. Ze hebben dit bereikt door de kwantuminformatie te coderen in 1024 mogelijke locaties van de gebruikte fotonen. Om het voor een aanvaller moeilijk te maken om te zien wat er is verzonden, wisselen ze de codering willekeurig tussen twee verschillende alfabetten.
Nederlands spreken in een Chinese vergaderzaal
Pepijn Pinkse leidde het experiment: "Het is alsof je probeert te raden wat er in twee vergaderzalen wordt gezegd. In de ene zaal is de taal Chinees en in de andere Nederlands, maar je weet het niet voordat je binnenkomt. Als een Nederlander de Chinese zaal kiest, begrijpt hij niets, hoewel de lezingen voor een Chinese spreker glashelder zijn. In onze methode gebruikt de afzender twee talen en wisselt hij willekeurig tussen de twee talen. Ook wisselt de ontvanger tussen het luisteren in de ene of de andere taal. Alleen als de talen samenvallen, worden er nuttige bits overgebracht. Luisteren naar beide talen tegelijk is verboden door de fundamentele wetten van de natuurkunde".
Zeven keer meer informatie
Door gebruik te maken van deze techniek in combinatie met zeer zwak licht, een videoprojectorchip en een moderne single-foton detectiecamera, toonden de onderzoekers aan dat ze tot 7 beveiligde bits per foton konden uitzenden. Dat is zeven keer zo veel als tot nu toe mogelijk.
Anderen lazen ook
