Là mật mã lượng tử an toàn hơn mật mã cổ điển?


19

Điện toán lượng tử cho phép chúng ta mã hóa thông tin theo một cách khác so với những gì chúng ta sử dụng ngày nay, nhưng máy tính lượng tử mạnh hơn nhiều so với máy tính ngày nay. Vì vậy, nếu chúng ta quản lý để xây dựng các máy tính lượng tử (do đó sử dụng mật mã lượng tử), thì cái gọi là "tin tặc" sẽ có ít nhiều cơ hội "hack" vào hệ thống? Hoặc là không thể xác định nó?


Câu trả lời:


16

Nếu bạn đang nói cụ thể về phân phối khóa lượng tử (mật mã lượng tử là một thuật ngữ ô có thể áp dụng cho nhiều thứ), thì một khi chúng ta có sơ đồ phân phối khóa lượng tử, thì về mặt lý thuyết là hoàn toàn an toàn. Thay vì bảo mật tính toán mà phần lớn mật mã hiện tại dựa trên, phân phối khóa lượng tử là hoàn toàn an toàn.

Điều đó nói rằng, nó chỉ hoàn toàn an toàn theo các giả định nhất định liên quan chủ yếu đến an ninh phòng thí nghiệm. Những giả định tương tự này về cơ bản cũng có mặt trong trường hợp cổ điển, chỉ bởi vì các thí nghiệm lượng tử khó khăn hơn rất nhiều, nên khó có thể hoàn toàn đứng đầu trong tất cả các cuộc tấn công có thể. Trên thực tế, đây đã là những hướng mà mật mã bị tấn công, thay vì cố gắng vũ trang một vết nứt. Ví dụ, khai thác dựa vào việc triển khai giao thức không tốt (thay vì chính giao thức bị lỗi).

Những gì tiền điện tử lượng tử, hay tiền điện tử lượng tử, đang nhắm đến để làm là vượt qua sự mất mát của bảo mật tính toán được ngụ ý bởi một máy tính lượng tử. Nó sẽ không bao giờ tránh những vấn đề thực hiện.

Trong một phích cắm hoàn toàn không biết xấu hổ, bạn có thể quan tâm đến phần giới thiệu của tôi về video mật mã lượng tử . Nó nói một chút về câu hỏi bảo mật tính toán và hoàn hảo này (mặc dù không thực sự nói về những vụ hack có thể có của QKD).


Tôi vừa có một bài trình bày ngắn về BB84 , một sơ đồ phân phối khóa lượng tử. Vì vậy, sự hiểu biết của tôi là điều này "an toàn hơn" (thậm chí mạnh hơn là "an toàn có thể chứng minh") so với bất kỳ loại tiền mã hóa cổ điển nào. Vì vậy, tôi chỉ tự hỏi ý của bạn là gì bởi " các thí nghiệm lượng tử khó hơn rất nhiều, nên khó có thể hoàn toàn đứng đầu trong tất cả các cuộc tấn công có thể xảy ra ".
JanVdA

1
@JanVdA BB84 và các chương trình khác có thể "an toàn có thể chứng minh được", nhưng nó có thể được chứng minh an toàn theo các giả định. Đặc biệt, cả hai bên đều có phòng thí nghiệm an toàn. Chẳng hạn, nếu người khác có thể thấy màn hình của bạn, họ có thể đọc tin nhắn được giải mã của bạn. Không quan trọng là mật mã của bạn tốt như thế nào. Nhưng trong trường hợp lượng tử, có một số điều rất tinh tế (phụ thuộc vào phần cứng) có thể xảy ra. mang lại một cái gì đó tương tự. Chẳng hạn, trong BB84, nếu phải mất một thời gian để thay đổi cơ sở mà bạn đang gửi photon, phân tích thời gian có thể tiết lộ cơ sở nào đang được sử dụng.
DaftWullie

9

Hầu hết các cuộc tấn công hiện nay trên các máy tính cổ điển không thực sự phá vỡ mã hóa, chúng lừa các hệ thống / giao thức truyền thông sử dụng nó theo cách yếu hoặc để lộ thông tin qua các kênh bên hoặc trực tiếp (thông qua khai thác như tràn bộ đệm).

Hoặc họ lừa con người làm một cái gì đó (kỹ thuật xã hội).

Tức là hiện tại bạn không tấn công tiền điện tử (vì những thứ như AES hoặc RSA đã được kiểm tra rất tốt), bạn tấn công hệ thống được xây dựng xung quanh nó và những người sử dụng nó.


Tất cả các con đường tấn công này sẽ có mặt khi máy tính liên lạc qua mã hóa lượng tử. Tuy nhiên, về mặt lý thuyết, mã hóa lượng tử mang lại sự bảo mật hoàn hảo thay vì chỉ bảo mật tính toán, lừa hệ thống làm suy yếu mã hóa của nó (bằng cách sử dụng các khóa yếu hoặc khóa sai hoặc khóa bạn đã biết) không phải là vấn đề.

Có thể sẽ có những điểm yếu mà các hệ thống cần tránh trong tiền điện tử lượng tử, đặc biệt là các triển khai thực tế hoạt động trên các kênh không hoàn hảo.


TL: DR: Khi máy tính lượng tử thực tế có thể tấn công RSA và thế giới chuyển sang tiền điện tử lượng tử để liên lạc mà không có bí mật được chia sẻ trước, chúng ta sẽ quay lại tình huống tương tự như hiện tại: bản thân tiền điện tử không phải là liên kết yếu nhất.


2
Chào mừng bạn đến với máy tính lượng tử! Thật đáng để thêm / đề cập rằng trên lý thuyết, có khả năng máy tính lượng tử một ngày nào đó sẽ phá vỡ hoàn toàn mã hóa cổ điển. Tuy nhiên, tôi đồng ý rằng câu trả lời này giải thích rằng các vấn đề thực tế trong mật mã học ở chỗ phương thức mã hóa không còn là (hiện tại) liên kết yếu nhất
Mithrandir24601

1
@ Mithrandir24601: Ý tôi là hiện tại bạn không tấn công tiền điện tử, cảm ơn vì đã chỉ ra sự mơ hồ trong cách tôi đặt nó. Cập nhật để làm rõ.
Peter Cordes
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.