Grupa fizyków z National University of Singapore oraz Norvegian University of Technology złamali system kryptografii kwantowej.

Na początku trochę standardowej teorii z zakresu szyfrowania danych, aby wiedzieć o czym mowa. W systemach kryptografii zawsze mamy dwie uprawnione osoby Alicję i Boba, którzy ze sobą kręcą (wysyłają wiadomości). Jest też zazdrosna Ewa, która z chęcią podsłucha co oni do siebie piszą.

W kryptografii kwantowej klucze przekazuje się poprzez fotony (cząstki światła). A więc Alicja wysyła klucz w postaci serii polaryzacji pojedynczych fotonów do odbiornika Boba. Alicja każdy foton polaryzuje losowym polaryzatorem o dwóch przekątnych osiach. Bob wykrywa każdy foton poprzez losowe wybieranie różnych polaryzacji. Jeśli wybierze tą samą polaryzację co Alicja to foton zmierzy prawidłowo. W przeciwnym razie, zgodnie z zasadą nieoznaczoności wybierze w 50 procentach źle.

Teraz Bob prosi na otwartym kanale Alicję aby ona podała to jakich polaryzatorów użyła. Wszystkie prawidłowo wykryte stają się kluczem.

Co teraz z zazdrosną Ewą. Ona chce ich podsłuchać, więc też mierzy polaryzację fotonów. Ale to powoduje zbyt długie łańcuchy fotonów i jej prawidłowe zgadywanie maleje do zera. Niestety też zmienia losowo polaryzację podczas błędnych czytań. Oznacza to, że gdy w pewnych przypadkach Bob powinien zgadnąć prawidłową wartość to nie udaje się mu to. Bob porównuje wyniki z Alice w małych podkluczach i wykrywa błędy, co też oznacza że intruz słuchał.

Naukowcom udało się znaleźć sposób na ukrycie obecności Ewy poprzez słabości w detektorach fotonów jakie są dostępne w kryptografii kwantowej.

Ewa wyłapuje wszystko co wysyła Alicja do Boba. Z każdym pomiarem wysyła ona jednak do Boba nie foton, a jasny impuls powyżej progu jasności jaką widzi detektor. W tym momencie wszystkie detektory Boba coś wykryją (dla wszystkich polaryzacji). Usuwa ona tym samym zdolność Boba do losowości zgadywania polaryzacji fotonu. Zamiast tego jest on ograniczony do tego co dostaje od Ewy i tym samym porównując wiadomość z Alicja, nie znajdą oni żadnego błędu, a tymczasem Ewa nadal pozostaje w ukryciu i co dla niej najważniejsze, zna klucz.

Jak się okazuje, metoda ta działa znakomicie. Naukowcy zaatakowali tym sposobem sieć światłowodową kampusu Uniwersyteckiego w Singapurze. Wykorzystali oni przy tym urządzenie wielkości zaledwie walizki.

Na szczęście przedstawiają oni też jak sobie radzić z takim problemem. Proponują oni w sieci umieścić emiter pojedynczych fotonów, który będzie wyłączany w pewnych momentach transmisji. To zapewni, że czujniki rejestrują właściwe fotony.

Na koniec jeszcze prosto napiszmy na czym polega cały efekt, że Bob nie wie co dostaje. Otóż w nocy nasze oko wykryje najmniejszy foton światła, ale w dzień nie ma na to szans, za dużo światła dziennego do nas dochodzi, aby wykryć drobny promień. Tutaj już wybór jest losowy.

Źródło: http://physicsworld.com/