مفهوم ""quantum encryption"" چیه ؟

تعریف رمزنگاری کوانتومی

رمزنگاری کوانتومی یک روش رمزنگاری پیشرفته است که از اصول مکانیک کوانتومی برای ارتقا امنیت ارتباطات استفاده می‌کند. در این روش اطلاعات به صورت کوانتومی کد گذاری می‌شوند و می‌توانند به صورت نوری یا اسپین‌های الکترونی، یون‌ها و دیگر ذرات کوانتومی ارسال شوند. یکی از خصوصیات مهم مکانیک کوانتومی، اصل عدم قطعیت هیزمبرگ است که به این معناست که هر پارامتر کوانتومی می‌تواند در چند حالت به طور همزمان باشد تا زمانی که آن را اندازه‌ گیری کنیم و حالتی مشخص برای آن تعیین شود. این خاصیت باعث شده تا هرگونه تلاش برای تجسم و انتقال اطلاعات کوانتومی، تحت تاثیر این اصل عدم قطعیت باشد.

از جمله روش‌های رمزنگاری کوانتوم، می‌توان به مبدل‌های کوانتومی و کیفیت‌های چند گانه کوانتومی اشاره کرد. در مبدل‌های کوانتومی، اطلاعات توسط حالت‌های کوانتومی (مثلا پلاریزاسیون نور) کد گذاری می‌شوند و با اندازه ‌گیری در سمت گیرنده، اطلاعات به صورت کلاسیکی بازیابی می‌شوند. یکی دیگر از مفاهیم مهم در این باره پدیده ارتباط تله‌پاتی است که به عنوان یکی از عجیب‌ترین پدیده‌های مکانیک کوانتومی شناخته می‌شود. در این پدیده دو ذره کوانتومی به نحوی با هم تعامل داده می‌شوند که حالت یکی از آن‌ها به طور چشمگیری بر روی حالت دیگری تاثیر می‌گذارد. این ویژگی به عنوان پایه‌ای‌ترین اصل تامین امنیت در برخی از پروتکل‌های این رمزنگاری به کار می‌رود.

رمزنگاری کوانتومی چگونه کار می‌کند؟

رمزنگاری کوانتومی یک روش پیشرفته از رمزنگاری است که بر اساس خواص خاص فیزیک کوانتومی مواد و ذرات تک‌تک آن‌ها بنا شده است. این روش به عنوان یکی از امن‌ترین روش‌های رمزنگاری شناخته می‌شود و به دلیل تحمل بالا در برابر حملات کوانتومی معروف است. این رمزنگاری از کیوبیت‌ها استفاده می‌کند. به عنوان نمونه یک سیستم متشکل از فوتون‌ها، یون‌ها یا دیگر ذرات می‌توانند به عنوان کیوبیت‌ها به کار بروند.

فرایند کلی رمزنگاری کوانتومی

1. معرفی کیوبیت‌های ارسالی و دریافتی: فرستنده (Alice) کیوبیت‌های خود را انتخاب می‌کند و ارسال می‌کند. گیرنده (Bob) نیز کیوبیت‌های خود را برای دریافت آماده می‌کند.
2. تولید بیت‌های کوانتومی تصادفی: فرستنده بیت‌های کوانتومی تصادفی تولید می‌کند و بر روی کیوبیت‌ها اندازه‌گیری‌هایی انجام می‌دهد.
3. تبادل کیوبیت‌های کد گذاری ‌شده: بر اساس نتایج اندازه‌ گیری‌ها، کیوبیت‌ها توسط فرستنده به برخی حالت‌های کد گذاری‌ شده تبدیل می‌شوند و به گیرنده ارسال می‌شوند.
4. تبادل اطلاعات کلاسیک: فرستنده نتایج اندازه‌ گیری‌ها را به گیرنده ارسال می‌کند تا بتواند تغییرات لازم در کیوبیت‌های خود را انجام دهد.
5. اعتبارسنجی کلید: گیرنده بر روی کیوبیت‌های دریافتی اندازه ‌گیری‌ها را انجام می‌دهد و کلید رمز ایجاد شده برای رمزنگاری و انکریپشن اطلاعات را بدست می‌آورد.

در نهایت بر اساس کیوبیت‌های کد گذاری‌ شده و تبادل شده، گیرنده می‌تواند اطلاعات را رمزنگاری و مشاهده کند. این فرآیند به دلیل اصول فیزیک کوانتومی، حملات کوانتومی را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد و امنیت بالایی را فراهم می‌کند.

هدف استفاده از رمزنگاری کوانتومی چیست؟

هدف استفاده از رمزنگاری کوانتومی ایمن‌تر کردن ارتباطات امنیتی در مقابل حملات کامپیوتری و رمزگشایی غیر مجاز است. از این نوع رمزنگاری برای حفظ حریم خصوصی اطلاعات و جلوگیری از دسترسی به آن‌ها توسط اشخاص غیرمجاز استفاده می‌شود. در Quantum Encryption، از خواص کوانتومی ذرات، مانند: فوتون‌ها، الکترون‌ها یا کیوبیت‌ها به عنوان بیت‌های کوانتومی استفاده می‌شود. این ذرات توانایی اندازه ‌گیری در حالت‌های مختلف را دارند که به آن‌ها اصطلاحا “وضعیت‌های کوانتومی” می‌گویند.

در سیستم‌های Quantum Encryption، دو طرف (ارسال‌کننده و گیرنده) بین هم تعامل برقرار می‌کنند و کلید‌های رمزگذاری و رمزگشایی را بر مبنای خواص کوانتومی ذرات به اشتراک می‌گذارند. از جمله خواص مهم کوانتومی در این رمزنگاری می‌توان به اصل عدم قطعیت هایزنبرگ، تداخل کوانتومی و پارادوکس EPR اشاره کرد.

به علت خاصیت عجیب و غریب کوانتومی که باعث ایجاد اندازه ‌گیری مختلف در اندازه‌ گیری‌ها می‌شود. این روش به ‌طور مستقیم از تلاش‌های مهاجمان جهت برداشت اطلاعات از کلید‌های رمزگذاری جلوگیری می‌کند. هرگونه تلاش ناکامل و غیرمجاز اندازه ‌گیری، کلید رمز گذاری را دچار تغییر می‌کند و دسترسی به اطلاعات اصلی رمزگذاری شده را نادرست می‌سازد.

مزایای استفاده از رمزنگاری کوانتومی

رمزنگاری کوانتومی یکی از پیشرفت‌های مهم در زمینه امنیت اطلاعات است که از اصول کوانتومی برای حفاظت از اطلاعات محرمانه و امنیت ارتباطات استفاده می‌کند. در مقابل رمزنگاری کلاسیک که از الگوریتم‌های ریاضی برای رمزنگاری استفاده می‌کند. Quantum cryptography با استفاده از ویژگی‌های عجیب و غیر معمول کوانتومی، امنیت بسیار بالایی ارائه می‌دهد.

* باز نشر از سایت: 👇

https://rahaco.net/mag/quantum-encryption/