Algorithmische Kryptographie Kapitel 10
Quantenkryptographie
Walter Unger
Lehrstuhl f¨ur Informatik 1
30. Januar 2009
Einleitung
Grundlagen aus der Physik
Daten¨ubertragung 1. Idee 2. Idee
Nochmal Physik
Sichere Daten¨ubertragung Realisierung der Protokolle
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
Grundlagen aus der Physik (10:1) Walter Unger Z
Kenntnisse aus der Physik:
I Die kleinste Einheit des Lichts ist ein Photon.
I Ein Photon kann gemessen werde, danach ist es aber nicht mehr als solches vorhanden.
I Photon ist in einer Richtung ausgerichtet.
I Genauer, die Lichtwelle ist in genau einer Richtung ausgerichtet.
I Um die Ausrichtung eines Photons zu messen, testet man, ob das Photon einen Polarisationsfilter passiert.
I Man kann nur jeweils auf eine Ausrichtung testen.
I Photonen erzeugbar in jeder Ausrichtung (es gibt beliebig viele Ausrichtungen)
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
Grundlagen aus der Physik (10:1) Walter Unger Z
Kenntnisse aus der Physik:
I Die kleinste Einheit des Lichts ist ein Photon.
I Ein Photon kann gemessen werde, danach ist es aber nicht mehr als solches vorhanden.
I Photon ist in einer Richtung ausgerichtet.
I Genauer, die Lichtwelle ist in genau einer Richtung ausgerichtet.
I Um die Ausrichtung eines Photons zu messen, testet man, ob das Photon einen Polarisationsfilter passiert.
I Man kann nur jeweils auf eine Ausrichtung testen.
I Photonen erzeugbar in jeder Ausrichtung (es gibt beliebig viele Ausrichtungen)
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
Grundlagen aus der Physik (10:1) Walter Unger Z
Kenntnisse aus der Physik:
I Die kleinste Einheit des Lichts ist ein Photon.
I Ein Photon kann gemessen werde, danach ist es aber nicht mehr als solches vorhanden.
I Photon ist in einer Richtung ausgerichtet.
I Genauer, die Lichtwelle ist in genau einer Richtung ausgerichtet.
I Um die Ausrichtung eines Photons zu messen, testet man, ob das Photon einen Polarisationsfilter passiert.
I Man kann nur jeweils auf eine Ausrichtung testen.
I Photonen erzeugbar in jeder Ausrichtung (es gibt beliebig viele Ausrichtungen)
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
Grundlagen aus der Physik (10:1) Walter Unger Z
Kenntnisse aus der Physik:
I Die kleinste Einheit des Lichts ist ein Photon.
I Ein Photon kann gemessen werde, danach ist es aber nicht mehr als solches vorhanden.
I Photon ist in einer Richtung ausgerichtet.
I Genauer, die Lichtwelle ist in genau einer Richtung ausgerichtet.
I Um die Ausrichtung eines Photons zu messen, testet man, ob das Photon einen Polarisationsfilter passiert.
I Man kann nur jeweils auf eine Ausrichtung testen.
I Photonen erzeugbar in jeder Ausrichtung (es gibt beliebig viele Ausrichtungen)
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
Grundlagen aus der Physik (10:1) Walter Unger Z
Kenntnisse aus der Physik:
I Die kleinste Einheit des Lichts ist ein Photon.
I Ein Photon kann gemessen werde, danach ist es aber nicht mehr als solches vorhanden.
I Photon ist in einer Richtung ausgerichtet.
I Genauer, die Lichtwelle ist in genau einer Richtung ausgerichtet.
I Um die Ausrichtung eines Photons zu messen, testet man, ob das Photon einen Polarisationsfilter passiert.
I Man kann nur jeweils auf eine Ausrichtung testen.
I Photonen erzeugbar in jeder Ausrichtung (es gibt beliebig viele Ausrichtungen)
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
Grundlagen aus der Physik (10:1) Walter Unger Z
Kenntnisse aus der Physik:
I Die kleinste Einheit des Lichts ist ein Photon.
I Ein Photon kann gemessen werde, danach ist es aber nicht mehr als solches vorhanden.
I Photon ist in einer Richtung ausgerichtet.
I Genauer, die Lichtwelle ist in genau einer Richtung ausgerichtet.
I Um die Ausrichtung eines Photons zu messen, testet man, ob das Photon einen Polarisationsfilter passiert.
I Man kann nur jeweils auf eine Ausrichtung testen.
I Photonen erzeugbar in jeder Ausrichtung (es gibt beliebig viele Ausrichtungen)
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
Grundlagen aus der Physik (10:1) Walter Unger Z
Kenntnisse aus der Physik:
I Die kleinste Einheit des Lichts ist ein Photon.
I Ein Photon kann gemessen werde, danach ist es aber nicht mehr als solches vorhanden.
I Photon ist in einer Richtung ausgerichtet.
I Genauer, die Lichtwelle ist in genau einer Richtung ausgerichtet.
I Um die Ausrichtung eines Photons zu messen, testet man, ob das Photon einen Polarisationsfilter passiert.
I Man kann nur jeweils auf eine Ausrichtung testen.
I Photonen erzeugbar in jeder Ausrichtung (es gibt beliebig viele Ausrichtungen)
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
Grundlagen aus der Physik (10:2) Walter Unger Z
Kenntnisse aus der Physik:
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
Grundlagen aus der Physik (10:2) Walter Unger Z
Kenntnisse aus der Physik:
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
Grundlagen aus der Physik (10:2) Walter Unger Z
Kenntnisse aus der Physik:
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
Grundlagen aus der Physik (10:2) Walter Unger Z
Kenntnisse aus der Physik:
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Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
Grundlagen aus der Physik (10:2) Walter Unger Z
Kenntnisse aus der Physik:
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Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
Grundlagen aus der Physik (10:2) Walter Unger Z
Kenntnisse aus der Physik:
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Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
Grundlagen aus der Physik (10:2) Walter Unger Z
Kenntnisse aus der Physik:
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Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
Grundlagen aus der Physik (10:2) Walter Unger Z
Kenntnisse aus der Physik:
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Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
Grundlagen aus der Physik (10:2) Walter Unger Z
Kenntnisse aus der Physik:
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Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
Grundlagen aus der Physik (10:2) Walter Unger Z
Kenntnisse aus der Physik:
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Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
1. Idee (10:3) Walter Unger Z
Daten¨ ubertragung (erste Idee)
I Darstellung:
I Bit “1” entspricht: Senden eines Photons.
I Bit “0” entspricht: Nicht-Senden eines Photons.
I Damit ist ein Lauschen m¨oglich.
I Wenn Lauscher ein Photon empf¨angt, dann erzeugt er auch ein neues.
I Daher andere Form der Darstellung w¨ahlen.
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
1. Idee (10:3) Walter Unger Z
Daten¨ ubertragung (erste Idee)
I Darstellung:
I Bit “1” entspricht: Senden eines Photons.
I Bit “0” entspricht: Nicht-Senden eines Photons.
I Damit ist ein Lauschen m¨oglich.
I Wenn Lauscher ein Photon empf¨angt, dann erzeugt er auch ein neues.
I Daher andere Form der Darstellung w¨ahlen.
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
1. Idee (10:3) Walter Unger Z
Daten¨ ubertragung (erste Idee)
I Darstellung:
I Bit “1” entspricht: Senden eines Photons.
I Bit “0” entspricht: Nicht-Senden eines Photons.
I Damit ist ein Lauschen m¨oglich.
I Wenn Lauscher ein Photon empf¨angt, dann erzeugt er auch ein neues.
I Daher andere Form der Darstellung w¨ahlen.
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
1. Idee (10:3) Walter Unger Z
Daten¨ ubertragung (erste Idee)
I Darstellung:
I Bit “1” entspricht: Senden eines Photons.
I Bit “0” entspricht: Nicht-Senden eines Photons.
I Damit ist ein Lauschen m¨oglich.
I Wenn Lauscher ein Photon empf¨angt, dann erzeugt er auch ein neues.
I Daher andere Form der Darstellung w¨ahlen.
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
1. Idee (10:3) Walter Unger Z
Daten¨ ubertragung (erste Idee)
I Darstellung:
I Bit “1” entspricht: Senden eines Photons.
I Bit “0” entspricht: Nicht-Senden eines Photons.
I Damit ist ein Lauschen m¨oglich.
I Wenn Lauscher ein Photon empf¨angt, dann erzeugt er auch ein neues.
I Daher andere Form der Darstellung w¨ahlen.
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
1. Idee (10:3) Walter Unger Z
Daten¨ ubertragung (erste Idee)
I Darstellung:
I Bit “1” entspricht: Senden eines Photons.
I Bit “0” entspricht: Nicht-Senden eines Photons.
I Damit ist ein Lauschen m¨oglich.
I Wenn Lauscher ein Photon empf¨angt, dann erzeugt er auch ein neues.
I Daher andere Form der Darstellung w¨ahlen.
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
2. Idee (10:4) Walter Unger Z
Daten¨ ubertragung
I Darstellung:
I Bit “1” entspricht: Senden eines Photons in einer Ausrichtung.
I Bit “0” entspricht: Senden eines Photons in orthogonaler Ausrichtung.
I Damit ist ein Lauschen m¨oglich.
I Der Lauscher misst die Ausrichtung des Photons, dann erzeugt er auch ein neues in gleicher Ausrichtung.
I Daher ist die Idee zu erweitern.
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
2. Idee (10:4) Walter Unger Z
Daten¨ ubertragung
I Darstellung:
I Bit “1” entspricht: Senden eines Photons in einer Ausrichtung.
I Bit “0” entspricht: Senden eines Photons in orthogonaler Ausrichtung.
I Damit ist ein Lauschen m¨oglich.
I Der Lauscher misst die Ausrichtung des Photons, dann erzeugt er auch ein neues in gleicher Ausrichtung.
I Daher ist die Idee zu erweitern.
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
2. Idee (10:4) Walter Unger Z
Daten¨ ubertragung
I Darstellung:
I Bit “1” entspricht: Senden eines Photons in einer Ausrichtung.
I Bit “0” entspricht: Senden eines Photons in orthogonaler Ausrichtung.
I Damit ist ein Lauschen m¨oglich.
I Der Lauscher misst die Ausrichtung des Photons, dann erzeugt er auch ein neues in gleicher Ausrichtung.
I Daher ist die Idee zu erweitern.
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
2. Idee (10:4) Walter Unger Z
Daten¨ ubertragung
I Darstellung:
I Bit “1” entspricht: Senden eines Photons in einer Ausrichtung.
I Bit “0” entspricht: Senden eines Photons in orthogonaler Ausrichtung.
I Damit ist ein Lauschen m¨oglich.
I Der Lauscher misst die Ausrichtung des Photons, dann erzeugt er auch ein neues in gleicher Ausrichtung.
I Daher ist die Idee zu erweitern.
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
2. Idee (10:4) Walter Unger Z
Daten¨ ubertragung
I Darstellung:
I Bit “1” entspricht: Senden eines Photons in einer Ausrichtung.
I Bit “0” entspricht: Senden eines Photons in orthogonaler Ausrichtung.
I Damit ist ein Lauschen m¨oglich.
I Der Lauscher misst die Ausrichtung des Photons, dann erzeugt er auch ein neues in gleicher Ausrichtung.
I Daher ist die Idee zu erweitern.
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
2. Idee (10:4) Walter Unger Z
Daten¨ ubertragung
I Darstellung:
I Bit “1” entspricht: Senden eines Photons in einer Ausrichtung.
I Bit “0” entspricht: Senden eines Photons in orthogonaler Ausrichtung.
I Damit ist ein Lauschen m¨oglich.
I Der Lauscher misst die Ausrichtung des Photons, dann erzeugt er auch ein neues in gleicher Ausrichtung.
I Daher ist die Idee zu erweitern.
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
Nochmal Physik (10:5) Walter Unger Z
Kenntnisse aus der Physik:
Sender Lauscher Empf¨anger
Der Lauscher st¨ort die ¨Ubertragung!
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
Nochmal Physik (10:5) Walter Unger Z
Kenntnisse aus der Physik:
Sender Lauscher Empf¨anger
Der Lauscher st¨ort die ¨Ubertragung!
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
Nochmal Physik (10:5) Walter Unger Z
Kenntnisse aus der Physik:
Sender Lauscher Empf¨anger
Der Lauscher st¨ort die ¨Ubertragung!
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
Nochmal Physik (10:5) Walter Unger Z
Kenntnisse aus der Physik:
Sender Lauscher Empf¨anger
Der Lauscher st¨ort die ¨Ubertragung!
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
Nochmal Physik (10:5) Walter Unger Z
Kenntnisse aus der Physik:
Sender Lauscher Empf¨anger
Der Lauscher st¨ort die ¨Ubertragung!
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
Nochmal Physik (10:5) Walter Unger Z
Kenntnisse aus der Physik:
Sender Lauscher Empf¨anger
Der Lauscher st¨ort die ¨Ubertragung!
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
Nochmal Physik (10:5) Walter Unger Z
Kenntnisse aus der Physik:
Sender Lauscher Empf¨anger
Der Lauscher st¨ort die ¨Ubertragung!
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
Nochmal Physik (10:5) Walter Unger Z
Kenntnisse aus der Physik:
Sender Lauscher Empf¨anger
Der Lauscher st¨ort die ¨Ubertragung!
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
Nochmal Physik (10:5) Walter Unger Z
Kenntnisse aus der Physik:
Sender Lauscher Empf¨anger
Der Lauscher st¨ort die ¨Ubertragung!
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
Nochmal Physik (10:5) Walter Unger Z
Kenntnisse aus der Physik:
Sender Lauscher Empf¨anger
Der Lauscher st¨ort die ¨Ubertragung!
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
Nochmal Physik (10:5) Walter Unger Z
Kenntnisse aus der Physik:
Sender Lauscher Empf¨anger
Der Lauscher st¨ort die ¨Ubertragung!
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
(10:6) Walter Unger Z
Darstellungen
I 0 [1 ] entspricht dem Bit 0 [1].
I 0 1 1 0 0 1 0 1 ≡ Bitstring 01100101.
I ≡ der erster Ausrichtung zum Senden.
I ≡ 01100101 in der erster Ausrichtung.
I @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ ≡ der zweiter Ausrichtung zum Senden.
I @@ @@ @@ @@ ≡ 01100101 in der zweiter Ausrichtung.
I ≡ der erster Filter-Ausrichtung.
I @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ ≡ der zweiter Filter-Ausrichtung.
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
(10:6) Walter Unger Z
Darstellungen
I 0 [1 ] entspricht dem Bit 0 [1].
I 0 1 1 0 0 1 0 1 ≡ Bitstring 01100101.
I ≡ der erster Ausrichtung zum Senden.
I ≡ 01100101 in der erster Ausrichtung.
I @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ ≡ der zweiter Ausrichtung zum Senden.
I @@ @@ @@ @@ ≡ 01100101 in der zweiter Ausrichtung.
I ≡ der erster Filter-Ausrichtung.
I @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ ≡ der zweiter Filter-Ausrichtung.
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
(10:6) Walter Unger Z
Darstellungen
I 0 [1 ] entspricht dem Bit 0 [1].
I 0 1 1 0 0 1 0 1 ≡ Bitstring 01100101.
I ≡ der erster Ausrichtung zum Senden.
I ≡ 01100101 in der erster Ausrichtung.
I @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ ≡ der zweiter Ausrichtung zum Senden.
I @@ @@ @@ @@ ≡ 01100101 in der zweiter Ausrichtung.
I ≡ der erster Filter-Ausrichtung.
I @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ ≡ der zweiter Filter-Ausrichtung.
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
(10:6) Walter Unger Z
Darstellungen
I 0 [1 ] entspricht dem Bit 0 [1].
I 0 1 1 0 0 1 0 1 ≡ Bitstring 01100101.
I ≡ der erster Ausrichtung zum Senden.
I ≡ 01100101 in der erster Ausrichtung.
I @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ ≡ der zweiter Ausrichtung zum Senden.
I @@ @@ @@ @@ ≡ 01100101 in der zweiter Ausrichtung.
I ≡ der erster Filter-Ausrichtung.
I @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ ≡ der zweiter Filter-Ausrichtung.
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
(10:6) Walter Unger Z
Darstellungen
I 0 [1 ] entspricht dem Bit 0 [1].
I 0 1 1 0 0 1 0 1 ≡ Bitstring 01100101.
I ≡ der erster Ausrichtung zum Senden.
I ≡ 01100101 in der erster Ausrichtung.
I @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ ≡ der zweiter Ausrichtung zum Senden.
I @@ @@ @@ @@ ≡ 01100101 in der zweiter Ausrichtung.
I ≡ der erster Filter-Ausrichtung.
I @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ ≡ der zweiter Filter-Ausrichtung.
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
(10:6) Walter Unger Z
Darstellungen
I 0 [1 ] entspricht dem Bit 0 [1].
I 0 1 1 0 0 1 0 1 ≡ Bitstring 01100101.
I ≡ der erster Ausrichtung zum Senden.
I ≡ 01100101 in der erster Ausrichtung.
I @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ ≡ der zweiter Ausrichtung zum Senden.
I @ @@@ @@ @@ ≡ 01100101 in der zweiter Ausrichtung.
I ≡ der erster Filter-Ausrichtung.
I @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ ≡ der zweiter Filter-Ausrichtung.
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
(10:6) Walter Unger Z
Darstellungen
I 0 [1 ] entspricht dem Bit 0 [1].
I 0 1 1 0 0 1 0 1 ≡ Bitstring 01100101.
I ≡ der erster Ausrichtung zum Senden.
I ≡ 01100101 in der erster Ausrichtung.
I @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ ≡ der zweiter Ausrichtung zum Senden.
I @ @@@ @@ @@ ≡ 01100101 in der zweiter Ausrichtung.
I ≡ der erster Filter-Ausrichtung.
I @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ ≡ der zweiter Filter-Ausrichtung.
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
(10:6) Walter Unger Z
Darstellungen
I 0 [1 ] entspricht dem Bit 0 [1].
I 0 1 1 0 0 1 0 1 ≡ Bitstring 01100101.
I ≡ der erster Ausrichtung zum Senden.
I ≡ 01100101 in der erster Ausrichtung.
I @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ ≡ der zweiter Ausrichtung zum Senden.
I @ @@@ @@ @@ ≡ 01100101 in der zweiter Ausrichtung.
I ≡ der erster Filter-Ausrichtung.
I @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ ≡ der zweiter Filter-Ausrichtung.
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
(10:7) Walter Unger Z
Daten¨ ubertragung
1. S schickt eine Folge von ausgerichteten Photonen an den Empf¨anger E
2. Dieser misst (zeitlich versetzt) mit (s)einer Folge von Filtern 3. Seine Filtereinstellungen sendet E anschließend an S
4. S schickt die richtigen Filtereinstellungen an E
5. S und E bestimmen die Bits, die richtig erkannt worden sein sollten
6. E schickt die H¨alfte der vermutlich richtig erkannten Bits (falls ein Fehler vorhanden ist, hat m¨oglicherweise ein Lauscher die Information ver¨andert!)
7. E sendet Auswahl von richtigen Bits an S
8. S pr¨uft, verschl¨usselt die Nachricht als XOR mit diesen Bits und sendet an E
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
(10:7) Walter Unger Z
Daten¨ ubertragung
1. S schickt eine Folge von ausgerichteten Photonen an den Empf¨anger E
2. Dieser misst (zeitlich versetzt) mit (s)einer Folge von Filtern
3. Seine Filtereinstellungen sendet E anschließend an S 4. S schickt die richtigen Filtereinstellungen an E
5. S und E bestimmen die Bits, die richtig erkannt worden sein sollten
6. E schickt die H¨alfte der vermutlich richtig erkannten Bits (falls ein Fehler vorhanden ist, hat m¨oglicherweise ein Lauscher die Information ver¨andert!)
7. E sendet Auswahl von richtigen Bits an S
8. S pr¨uft, verschl¨usselt die Nachricht als XOR mit diesen Bits und sendet an E
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
(10:7) Walter Unger Z
Daten¨ ubertragung
1. S schickt eine Folge von ausgerichteten Photonen an den Empf¨anger E
2. Dieser misst (zeitlich versetzt) mit (s)einer Folge von Filtern 3. Seine Filtereinstellungen sendet E anschließend an S
4. S schickt die richtigen Filtereinstellungen an E
5. S und E bestimmen die Bits, die richtig erkannt worden sein sollten
6. E schickt die H¨alfte der vermutlich richtig erkannten Bits (falls ein Fehler vorhanden ist, hat m¨oglicherweise ein Lauscher die Information ver¨andert!)
7. E sendet Auswahl von richtigen Bits an S
8. S pr¨uft, verschl¨usselt die Nachricht als XOR mit diesen Bits und sendet an E
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
(10:7) Walter Unger Z
Daten¨ ubertragung
1. S schickt eine Folge von ausgerichteten Photonen an den Empf¨anger E
2. Dieser misst (zeitlich versetzt) mit (s)einer Folge von Filtern 3. Seine Filtereinstellungen sendet E anschließend an S
4. S schickt die richtigen Filtereinstellungen an E
5. S und E bestimmen die Bits, die richtig erkannt worden sein sollten
6. E schickt die H¨alfte der vermutlich richtig erkannten Bits (falls ein Fehler vorhanden ist, hat m¨oglicherweise ein Lauscher die Information ver¨andert!)
7. E sendet Auswahl von richtigen Bits an S
8. S pr¨uft, verschl¨usselt die Nachricht als XOR mit diesen Bits und sendet an E
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
(10:7) Walter Unger Z
Daten¨ ubertragung
1. S schickt eine Folge von ausgerichteten Photonen an den Empf¨anger E
2. Dieser misst (zeitlich versetzt) mit (s)einer Folge von Filtern 3. Seine Filtereinstellungen sendet E anschließend an S
4. S schickt die richtigen Filtereinstellungen an E
5. S und E bestimmen die Bits, die richtig erkannt worden sein sollten
6. E schickt die H¨alfte der vermutlich richtig erkannten Bits (falls ein Fehler vorhanden ist, hat m¨oglicherweise ein Lauscher die Information ver¨andert!)
7. E sendet Auswahl von richtigen Bits an S
8. S pr¨uft, verschl¨usselt die Nachricht als XOR mit diesen Bits und sendet an E
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
(10:7) Walter Unger Z
Daten¨ ubertragung
1. S schickt eine Folge von ausgerichteten Photonen an den Empf¨anger E
2. Dieser misst (zeitlich versetzt) mit (s)einer Folge von Filtern 3. Seine Filtereinstellungen sendet E anschließend an S
4. S schickt die richtigen Filtereinstellungen an E
5. S und E bestimmen die Bits, die richtig erkannt worden sein sollten
6. E schickt die H¨alfte der vermutlich richtig erkannten Bits (falls ein Fehler vorhanden ist, hat m¨oglicherweise ein Lauscher die Information ver¨andert!)
7. E sendet Auswahl von richtigen Bits an S
8. S pr¨uft, verschl¨usselt die Nachricht als XOR mit diesen Bits und sendet an E
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
(10:7) Walter Unger Z
Daten¨ ubertragung
1. S schickt eine Folge von ausgerichteten Photonen an den Empf¨anger E
2. Dieser misst (zeitlich versetzt) mit (s)einer Folge von Filtern 3. Seine Filtereinstellungen sendet E anschließend an S
4. S schickt die richtigen Filtereinstellungen an E
5. S und E bestimmen die Bits, die richtig erkannt worden sein sollten
6. E schickt die H¨alfte der vermutlich richtig erkannten Bits (falls ein Fehler vorhanden ist, hat m¨oglicherweise ein Lauscher die Information ver¨andert!)
7. E sendet Auswahl von richtigen Bits an S
8. S pr¨uft, verschl¨usselt die Nachricht als XOR mit diesen Bits und sendet an E
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
(10:7) Walter Unger Z
Daten¨ ubertragung
1. S schickt eine Folge von ausgerichteten Photonen an den Empf¨anger E
2. Dieser misst (zeitlich versetzt) mit (s)einer Folge von Filtern 3. Seine Filtereinstellungen sendet E anschließend an S
4. S schickt die richtigen Filtereinstellungen an E
5. S und E bestimmen die Bits, die richtig erkannt worden sein sollten
6. E schickt die H¨alfte der vermutlich richtig erkannten Bits (falls ein Fehler vorhanden ist, hat m¨oglicherweise ein Lauscher die Information ver¨andert!)
7. E sendet Auswahl von richtigen Bits an S
8. S pr¨uft, verschl¨usselt die Nachricht als XOR mit diesen Bits und sendet an E
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
(10:8) Walter Unger Z
Beispiel
S:Nachricht 01 E:
0 1 1 0 1 0 0 1
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Schl¨ussel: 10 Schl¨ussel: 10
11 := 01⊕10 11 - 01 := 11⊕10
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
(10:8) Walter Unger Z
Beispiel
S:Nachricht 01 E:
0 1 1 0 1 0 0 1
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Schl¨ussel: 10 Schl¨ussel: 10
11 := 01⊕10 11 - 01 := 11⊕10
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
(10:8) Walter Unger Z
Beispiel
S:Nachricht 01 E:
0 1 1 0 1 0 0 1
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0 1 1 0
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Schl¨ussel: 10 Schl¨ussel: 10
11 := 01⊕10 11 - 01 := 11⊕10
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
(10:8) Walter Unger Z
Beispiel
S:Nachricht 01 E:
0 1 1 0 1 0 0 1
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0 1 1 0
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Schl¨ussel: 10 Schl¨ussel: 10
11 := 01⊕10 11 - 01 := 11⊕10
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
(10:8) Walter Unger Z
Beispiel
S:Nachricht 01 E:
0 1 1 0 1 0 0 1
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Schl¨ussel: 10 Schl¨ussel: 10
11 := 01⊕10 11 - 01 := 11⊕10
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
(10:8) Walter Unger Z
Beispiel
S:Nachricht 01 E:
0 1 1 0 1 0 0 1
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Schl¨ussel: 10 Schl¨ussel: 10
11 := 01⊕10 11 - 01 := 11⊕10
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
(10:8) Walter Unger Z
Beispiel
S:Nachricht 01 E:
0 1 1 0 1 0 0 1
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Schl¨ussel: 10 Schl¨ussel: 10
11 := 01⊕10 11 - 01 := 11⊕10
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
(10:8) Walter Unger Z
Beispiel
S:Nachricht 01 E:
0 1 1 0 1 0 0 1
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Schl¨ussel: 10 Schl¨ussel: 10
11 := 01⊕10 11 - 01 := 11⊕10
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
(10:8) Walter Unger Z
Beispiel
S:Nachricht 01 E:
0 1 1 0 1 0 0 1
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Schl¨ussel: 10 Schl¨ussel: 10
11 := 01⊕10 11 - 01 := 11⊕10
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
Realisierung der Protokolle (10:9) Walter Unger Z
Probleme
Technische Probleme, die bei der Realisierung auftreten:
I Bisher sehr langsam.
I Technik ist teuer.
I Es k¨onnen Photonen verloren gehen.
I Es kann manchmal mehr als ein Photon gesandt werden, d.h. Doppelmessung kommen vor.
I Es k¨onnen Fehlmessungen auftreten.
I Was passiert bei verschr¨ankten Photonen?
I Was passiert bei gespeicherten Photonen?
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
Realisierung der Protokolle (10:9) Walter Unger Z
Probleme
Technische Probleme, die bei der Realisierung auftreten:
I Bisher sehr langsam.
I Technik ist teuer.
I Es k¨onnen Photonen verloren gehen.
I Es kann manchmal mehr als ein Photon gesandt werden, d.h. Doppelmessung kommen vor.
I Es k¨onnen Fehlmessungen auftreten.
I Was passiert bei verschr¨ankten Photonen?
I Was passiert bei gespeicherten Photonen?
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
Realisierung der Protokolle (10:9) Walter Unger Z
Probleme
Technische Probleme, die bei der Realisierung auftreten:
I Bisher sehr langsam.
I Technik ist teuer.
I Es k¨onnen Photonen verloren gehen.
I Es kann manchmal mehr als ein Photon gesandt werden, d.h. Doppelmessung kommen vor.
I Es k¨onnen Fehlmessungen auftreten.
I Was passiert bei verschr¨ankten Photonen?
I Was passiert bei gespeicherten Photonen?
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
Realisierung der Protokolle (10:9) Walter Unger Z
Probleme
Technische Probleme, die bei der Realisierung auftreten:
I Bisher sehr langsam.
I Technik ist teuer.
I Es k¨onnen Photonen verloren gehen.
I Es kann manchmal mehr als ein Photon gesandt werden, d.h.
Doppelmessung kommen vor.
I Es k¨onnen Fehlmessungen auftreten.
I Was passiert bei verschr¨ankten Photonen?
I Was passiert bei gespeicherten Photonen?
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
Realisierung der Protokolle (10:9) Walter Unger Z
Probleme
Technische Probleme, die bei der Realisierung auftreten:
I Bisher sehr langsam.
I Technik ist teuer.
I Es k¨onnen Photonen verloren gehen.
I Es kann manchmal mehr als ein Photon gesandt werden, d.h.
Doppelmessung kommen vor.
I Es k¨onnen Fehlmessungen auftreten.
I Was passiert bei verschr¨ankten Photonen?
I Was passiert bei gespeicherten Photonen?
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
Realisierung der Protokolle (10:9) Walter Unger Z
Probleme
Technische Probleme, die bei der Realisierung auftreten:
I Bisher sehr langsam.
I Technik ist teuer.
I Es k¨onnen Photonen verloren gehen.
I Es kann manchmal mehr als ein Photon gesandt werden, d.h.
Doppelmessung kommen vor.
I Es k¨onnen Fehlmessungen auftreten.
I Was passiert bei verschr¨ankten Photonen?
I Was passiert bei gespeicherten Photonen?
Einleitung Daten¨ubertragung Sichere Daten¨ubertragung
Realisierung der Protokolle (10:9) Walter Unger Z
Probleme
Technische Probleme, die bei der Realisierung auftreten:
I Bisher sehr langsam.
I Technik ist teuer.
I Es k¨onnen Photonen verloren gehen.
I Es kann manchmal mehr als ein Photon gesandt werden, d.h.
Doppelmessung kommen vor.
I Es k¨onnen Fehlmessungen auftreten.
I Was passiert bei verschr¨ankten Photonen?
I Was passiert bei gespeicherten Photonen?
