Kvantumkriptográfiában

Kvantumkriptográfiában a cél a kommunikációs titkosság kvantummechanikai alapokon történő biztosítása. A terület legfontosabb alkalmazása a kvantumkulcs-elosítás (QKD), amely két fél számára nyilvános csatornán keresztül képes közös, véletlenszerű kulcsot létrehozni. A kulcs generálása közben a kvantumállapotok mérése és a véletlenszerű mérési eredmények alapján a résztvevők garantálják, hogy bármely harmadik fél beavatkozása észlelhető legyen, mert a megfigyelés megzavarja a kvantumállapotokat.

A legismertebb protokollok közé tartozik a BB84, amely fotonok polarizációs állapotait használja, és az E91, amely összefonódott állapotokat alkalmaz. A gyakorlati megvalósításokban gyakran használnak fényt egyetlen foton vagy gyenge koherens állapotokkal, és a biztonságot decoy-állításokkal fokozzák a foton-számlálási támadások kivédése érdekében. Az elméleti alapot a no-cloning-tétel és a méréssel járó zavar adja.

A kvantumkriptográfia fejlődése során fontos irányzatok a készülékfüggetlen QKD (DI-QKD) és a mérési eszközökre vonatkozó biztonsági kockázatok minimalizálására szolgáló MDI-QKD (measurement-device-independent QKD). Ezek célja, hogy a gyakorlatban előforduló oldalsó csatornás támadásokkal szemben erősebb védelmet nyújtsanak. Mindezek mellett a QKD rendszerek továbbra is küzdenek a csatorna veszteségeivel és zajával, valamint a hálózati és infrastrukturális kihívásokkal. A kvantumkriptográfia így továbbra is dinamikusan fejlődő terület marad, amely az információelméleti titkosítást a gyakorlati megvalósíthatósággal ötvözi.