La crittografia quantistica

La crittografia quantistica

Alice Della Penna

Che cos’è?

La crittografia quantistica (QKD) è un sistema di scambio di chiavi crittografiche che si basa su alcune caratteristiche controintuitive della realtà microscopica descritta dalle leggi della fisica dei quanti.

A che cosa serve?

La crittografia quantistica può essere utilizzata insieme ad sistema di cifratura simmetrico matematicamente inviolabile per trasmettere ed archiviare dati delicati (es. i risultati di un voto, informazioni relative a carte di credito o soggette a leggi sulla privacy, ecc…) in modo sicuro.

Il cifrario perfetto

Il cifrario Vernam richiede:

• Un testo in chiaro
• Una chiave segreta condivisa dai due utenti.
• Una convenzione sul significato da dare ai bit

Esempio di utilizzo del blocco monouso

Testo in chiaro

ALICE

Chiave

Testo cifrato

Testo cifrato

BOB

Chiave

Testo in chiaro

Attraverso l’operatore logico XOR il blocco monouso cifra il testo producendo

• Il messaggio cifrato

È fondamentale che la chiave sia segreta

Come possono gli utenti comunicare la chiave in modo sicuro?

Il ruolo dell’osservatore

In fisica classica è esterno al sistema e perché quest’ultimo sia isolato non deve influire su di esso.

Nella meccanica quantistica il processo di misurazione altera inevitabilmente il sistema.

Esistono coppie di grandezze per le quali la misura di una altera l’altra impedendoci di conoscere contemporaneamente e precisamente entrambe.

Grandezze correlate

• Polarizzazione diagonale e verticale dei fotoni
• Lo spin degli elettroni lungo gli assi x, y, z

Entanglement

Il protocollo BB84

Verticale

0° 90°

Tipi di misurazione

45° diagonale 135°

Un esempio di trasmissione

Il protocollo di Ekert

Fantascienza?

Nonostante sia in corso un dibattito sulla sicurezza della crittografia quantistica alcune aziende hanno iniziato a sviluppare tecnologie che sfruttano la QKD.