EITC/IS/QCF క్వాంటం క్రిప్టోగ్రఫీ ఫండమెంటల్స్ అనేది క్వాంటం క్రిప్టోగ్రఫీ యొక్క సైద్ధాంతిక మరియు ఆచరణాత్మక అంశాలపై యూరోపియన్ IT సర్టిఫికేషన్ ప్రోగ్రామ్, ఇది ప్రధానంగా క్వాంటం కీ డిస్ట్రిబ్యూషన్ (QKD)పై దృష్టి సారిస్తుంది, ఇది వన్-టైమ్ ప్యాడ్తో కలిసి మొదటిసారి అందిస్తుంది. చరిత్ర సంపూర్ణ (సమాచార-సిద్ధాంత) కమ్యూనికేషన్ భద్రత.
EITC/IS/QCF క్వాంటం క్రిప్టోగ్రఫీ ఫండమెంటల్స్ యొక్క పాఠ్యాంశాలు క్వాంటం కీ డిస్ట్రిబ్యూషన్, క్వాంటం కమ్యూనికేషన్ ఛానెల్స్ ఇన్ఫర్మేషన్ క్యారియర్లు, కాంపోజిట్ క్వాంటం సిస్టమ్స్, క్లాసికల్ మరియు క్వాంటం ఎంట్రోపీని కమ్యూనికేషన్ థియరీ ఇన్ఫర్మేషన్ కొలతలు, QKD ప్రిపరేషన్ మరియు మెజర్మెంట్ ప్రోటోకాల్ ఆధారిత, QKD ప్రోటోకాల్ ఆధారితంగా పరిచయం చేస్తాయి. QKD క్లాసికల్ పోస్ట్-ప్రాసెసింగ్ (లోపం దిద్దుబాటు మరియు గోప్యతా విస్తరణతో సహా), క్వాంటం కీ పంపిణీ భద్రత (నిర్వచనాలు, దొంగిలించే వ్యూహాలు, BB84 ప్రోటోకాల్ యొక్క భద్రత, సెక్యూరిటీ cia ఎంట్రోపిక్ అనిశ్చితి సంబంధాలు), ఆచరణాత్మక QKD (ప్రయోగం vs. సిద్ధాంతం), ప్రయోగాత్మక పరిచయం క్రిప్టోగ్రఫీ, అలాగే క్వాంటం హ్యాకింగ్, కింది నిర్మాణంలో, ఈ EITC సర్టిఫికేషన్కు సూచనగా సమగ్ర వీడియో సందేశాత్మక కంటెంట్ను కలిగి ఉంటుంది.
క్వాంటం క్రిప్టోగ్రఫీ అనేది క్లాసికల్ ఫిజిక్స్ చట్టాల కంటే క్వాంటం ఫిజిక్స్ చట్టాలపై ఆధారపడిన క్రిప్టోగ్రాఫిక్ సిస్టమ్లను అభివృద్ధి చేయడం మరియు అమలు చేయడంతో సంబంధం కలిగి ఉంటుంది. క్వాంటం కీ పంపిణీ అనేది క్వాంటం క్రిప్టోగ్రఫీ యొక్క అత్యంత ప్రసిద్ధ అప్లికేషన్, ఇది కీ మార్పిడి సమస్యకు సమాచార-సిద్ధాంతపరంగా సురక్షితమైన పరిష్కారాన్ని అందిస్తుంది. క్వాంటం క్రిప్టోగ్రఫీ అనేది పూర్తిగా క్లాసికల్ (నాన్-క్వాంటం) కమ్యూనికేషన్ని ఉపయోగించి అసాధ్యమని చూపబడిన లేదా ఊహించిన వివిధ రకాల క్రిప్టోగ్రాఫిక్ టాస్క్లను పూర్తి చేయడానికి అనుమతించే ప్రయోజనాన్ని కలిగి ఉంది. ఉదాహరణకు, క్వాంటం స్థితిలో ఎన్కోడ్ చేయబడిన డేటాను కాపీ చేయడం అసాధ్యం. ఎన్కోడ్ చేయబడిన డేటా చదవడానికి ప్రయత్నించినట్లయితే, వేవ్ ఫంక్షన్ పతనం (నో-క్లోనింగ్ సిద్ధాంతం) కారణంగా క్వాంటం స్థితి మార్చబడుతుంది. క్వాంటం కీ పంపిణీలో, ఈవ్డ్రాపింగ్ (QKD)ని గుర్తించడానికి దీనిని ఉపయోగించవచ్చు.
స్టీఫెన్ వైస్నర్ మరియు గిల్లెస్ బ్రాస్సార్డ్ యొక్క పని క్వాంటం క్రిప్టోగ్రఫీని స్థాపించడంలో ఘనత పొందింది. న్యూయార్క్లోని కొలంబియా విశ్వవిద్యాలయంలో వీస్నర్ 1970ల ప్రారంభంలో క్వాంటం కంజుగేట్ కోడింగ్ భావనను కనుగొన్నారు. IEEE ఇన్ఫర్మేషన్ థియరీ సొసైటీ అతని ముఖ్యమైన అధ్యయనమైన “కంజుగేట్ కోడింగ్”ని తిరస్కరించింది, అయితే ఇది చివరికి SIGACT న్యూస్లో 1983లో ప్రచురించబడింది. ఈ అధ్యయనంలో, అతను సరళ మరియు వృత్తాకార ఫోటాన్ ధ్రువణత వంటి రెండు “సంయోగ పరిశీలనల”లో రెండు సందేశాలను ఎలా ఎన్కోడ్ చేయాలో ప్రదర్శించాడు. , కాబట్టి రెండూ కాదు, స్వీకరించవచ్చు మరియు డీకోడ్ చేయవచ్చు. 20లో ఫ్యూర్టో రికోలో జరిగిన కంప్యూటర్ సైన్స్ ఫౌండేషన్స్పై 1979వ IEEE సింపోజియం వరకు, IBM యొక్క థామస్ J. వాట్సన్ రీసెర్చ్ సెంటర్కు చెందిన చార్లెస్ H. బెన్నెట్ మరియు గిల్లెస్ బ్రాస్సార్డ్ వైస్నర్ ఫలితాలను ఎలా పొందుపరచాలో కనుగొన్నారు. "ఫోటాన్లు ఎప్పుడూ సమాచారాన్ని నిల్వ చేయడానికి ఉద్దేశించినవి కాదని మేము గుర్తించాము, కానీ దానిని తెలియజేయడానికి బదులుగా" బెన్నెట్ మరియు బ్రాస్సార్డ్ వారి మునుపటి పని ఆధారంగా 84లో BB1984 అనే సురక్షిత కమ్యూనికేషన్ వ్యవస్థను ప్రవేశపెట్టారు. సురక్షిత కీ పంపిణీని సాధించడానికి క్వాంటం నాన్-లోకాలిటీ మరియు బెల్ యొక్క అసమానతలను ఉపయోగించాలనే డేవిడ్ డ్యూచ్ యొక్క ఆలోచనను అనుసరించి, ఆర్తుర్ ఎకెర్ట్ 1991 అధ్యయనంలో చిక్కు-ఆధారిత క్వాంటం కీ పంపిణీని మరింత లోతుగా పరిశోధించారు.
కాక్ యొక్క మూడు-దశల సాంకేతికత రెండు వైపులా యాదృచ్ఛికంగా తమ ధ్రువణాన్ని తిప్పడాన్ని ప్రతిపాదిస్తుంది. ఒకే ఫోటాన్లను ఉపయోగించినట్లయితే, ఈ సాంకేతికత సిద్ధాంతపరంగా నిరంతర, అన్బ్రేకబుల్ డేటా ఎన్క్రిప్షన్ కోసం ఉపయోగించబడుతుంది. ఇది ప్రాథమిక ధ్రువణ భ్రమణ విధానం అమలు చేయబడింది. ఇది క్లాసికల్ ఎన్క్రిప్షన్ని ఉపయోగించే క్వాంటం కీ పంపిణీకి విరుద్ధంగా పూర్తిగా క్వాంటం-ఆధారిత క్రిప్టోగ్రఫీ పద్ధతి.
క్వాంటం కీ పంపిణీ పద్ధతులు BB84 పద్ధతిపై ఆధారపడి ఉంటాయి. MagiQ Technologies, Inc. (బోస్టన్, మసాచుసెట్స్, యునైటెడ్ స్టేట్స్), ID క్వాంటిక్ (జెనీవా, స్విట్జర్లాండ్), QuintessenceLabs (Canberra, Australia), Toshiba (Tokyo, Japan), QNu Labs మరియు SeQureNet అన్నీ క్వాంటం క్రిప్టోగ్రఫీ సిస్టమ్స్ తయారీదారులు. , ఫ్రాన్స్).
ప్రయోజనాలు
క్రిప్టోగ్రఫీ అనేది డేటా సెక్యూరిటీ చైన్లో అత్యంత సురక్షితమైన లింక్. మరోవైపు, క్రిప్టోగ్రాఫిక్ కీలు శాశ్వతంగా సురక్షితంగా ఉంటాయని ఆసక్తి ఉన్న పార్టీలు ఆశించలేవు. క్వాంటం క్రిప్టోగ్రఫీ సాంప్రదాయ క్రిప్టోగ్రఫీ కంటే ఎక్కువ సమయం పాటు డేటాను గుప్తీకరించే సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంది. సాంప్రదాయ క్రిప్టోగ్రఫీతో శాస్త్రవేత్తలు 30 సంవత్సరాలకు పైగా ఎన్క్రిప్షన్కు హామీ ఇవ్వలేరు, అయితే కొంత మంది వాటాదారులకు ఎక్కువ రక్షణ వ్యవధి అవసరం కావచ్చు. ఉదాహరణకు ఆరోగ్య సంరక్షణ పరిశ్రమను తీసుకోండి. 85.9 నాటికి రోగి డేటాను నిల్వ చేయడానికి మరియు ప్రసారం చేయడానికి 2017% మంది కార్యాలయ-ఆధారిత వైద్యులు ఎలక్ట్రానిక్ మెడికల్ రికార్డ్ సిస్టమ్లను ఉపయోగిస్తున్నారు. హెల్త్ ఇన్సూరెన్స్ పోర్టబిలిటీ అండ్ అకౌంటబిలిటీ యాక్ట్ ప్రకారం మెడికల్ రికార్డ్లను తప్పనిసరిగా ప్రైవేట్గా ఉంచాలి. కాగితపు వైద్య రికార్డులు సాధారణంగా కొంత సమయం గడిచిన తర్వాత కాల్చివేయబడతాయి, అయితే కంప్యూటరైజ్డ్ రికార్డులు డిజిటల్ ట్రయల్ను వదిలివేస్తాయి. క్వాంటం కీ పంపిణీని ఉపయోగించి ఎలక్ట్రానిక్ రికార్డులను 100 సంవత్సరాల వరకు రక్షించవచ్చు. క్వాంటం క్రిప్టోగ్రఫీ ప్రభుత్వాలు మరియు మిలిటరీల కోసం కూడా దరఖాస్తులను కలిగి ఉంది, ఎందుకంటే ప్రభుత్వాలు సాధారణంగా దాదాపు 60 సంవత్సరాలుగా సైనిక సామగ్రిని రహస్యంగా ఉంచాయి. చాలా దూరం వరకు ధ్వనించే ఛానెల్లో ప్రసారం చేయబడినప్పుడు కూడా క్వాంటం కీ పంపిణీ సురక్షితంగా ఉంటుందని కూడా నిరూపించబడింది. ఇది ధ్వనించే క్వాంటం స్కీమ్ నుండి క్లాసికల్ నాయిస్లెస్ స్కీమ్గా మార్చబడుతుంది. ఈ సమస్యను పరిష్కరించడానికి క్లాసిక్ సంభావ్యత సిద్ధాంతాన్ని ఉపయోగించవచ్చు. క్వాంటం రిపీటర్లు ధ్వనించే ఛానెల్పై స్థిరమైన రక్షణను కలిగి ఉండే ఈ ప్రక్రియలో సహాయపడతాయి. క్వాంటం రిపీటర్లు క్వాంటం కమ్యూనికేషన్ లోపాలను సమర్థవంతంగా పరిష్కరించగలవు. కమ్యూనికేషన్ భద్రతను నిర్ధారించడానికి, క్వాంటం కంప్యూటర్లు అయిన క్వాంటం రిపీటర్లను ధ్వనించే ఛానెల్లో విభాగాలుగా ఉంచవచ్చు. క్వాంటం రిపీటర్లు సురక్షిత కమ్యూనికేషన్ లైన్ను రూపొందించడానికి ఛానెల్ విభాగాలను లింక్ చేయడానికి ముందు వాటిని శుద్ధి చేయడం ద్వారా దీనిని సాధిస్తాయి. చాలా దూరం వరకు, సబ్-పార్ క్వాంటం రిపీటర్లు ధ్వనించే ఛానెల్ ద్వారా సమర్థవంతమైన స్థాయి రక్షణను అందించగలవు.
అప్లికేషన్స్
క్వాంటం క్రిప్టోగ్రఫీ అనేది వివిధ రకాల క్రిప్టోగ్రాఫిక్ పద్ధతులు మరియు ప్రోటోకాల్లను సూచించే విస్తృత పదం. కింది విభాగాలు కొన్ని ముఖ్యమైన అప్లికేషన్లు మరియు ప్రోటోకాల్ల ద్వారా వెళ్తాయి.
క్వాంటం కీల పంపిణీ
ఆలిస్ మరియు బాబ్ల మధ్య జరిగే అన్ని కమ్యూనికేషన్లను ఈవ్ వినగలిగినప్పటికీ, ఆ కీ గురించి మూడవ పక్షం (ఈవ్) ఏమీ నేర్చుకోకుండా, రెండు పార్టీల మధ్య (ఉదాహరణకు, ఆలిస్ మరియు బాబ్) భాగస్వామ్య కీని ఏర్పాటు చేయడానికి క్వాంటం కమ్యూనికేషన్ని ఉపయోగించే సాంకేతికత తెలిసిందే. QKD వలె. ఈవ్ స్థాపించబడిన కీ గురించి జ్ఞానాన్ని సేకరించడానికి ప్రయత్నిస్తే, ఆలిస్ మరియు బాబ్లను గమనించే విధంగా వ్యత్యాసాలు ఏర్పడతాయి. కీని స్థాపించిన తర్వాత, సాంప్రదాయ పద్ధతుల ద్వారా కమ్యూనికేషన్ను గుప్తీకరించడానికి ఇది సాధారణంగా ఉపయోగించబడుతుంది. మార్పిడి చేయబడిన కీ, ఉదాహరణకు, సిమెట్రిక్ క్రిప్టోగ్రఫీ కోసం ఉపయోగించవచ్చు (ఉదా. వన్-టైమ్ ప్యాడ్).
క్లాసికల్ కీ పంపిణీతో సాధించలేని ఈవ్డ్రాపర్ నైపుణ్యాలపై ఎటువంటి పరిమితులు విధించకుండా క్వాంటం కీ పంపిణీ యొక్క భద్రత సిద్ధాంతపరంగా ఏర్పాటు చేయబడవచ్చు. క్వాంటం ఫిజిక్స్ వర్తింపజేయడం మరియు ఆలిస్ మరియు బాబ్ ఒకరినొకరు ప్రామాణీకరించుకోవడం వంటి కొన్ని కనీస అంచనాలు అవసరం అయినప్పటికీ, ఈవ్ ఆలిస్ లేదా బాబ్ వలె నటించకూడదు, ఎందుకంటే మనిషి-ఇన్-ది-మిడిల్ దాడి సాధ్యమవుతుంది.
QKD సురక్షితంగా ఉన్నట్లు కనిపిస్తున్నప్పటికీ, దాని అప్లికేషన్లు ఆచరణాత్మక సవాళ్లను ఎదుర్కొంటాయి. ప్రసార దూరం మరియు కీలక ఉత్పత్తి రేటు పరిమితుల కారణంగా, ఇది కేసు. సాంకేతికతలో నిరంతర పరిశోధన మరియు అభివృద్ధి అటువంటి పరిమితులలో భవిష్యత్తులో పురోగతికి అనుమతించింది. లుకామరిని మరియు ఇతరులు. 2018లో ట్విన్-ఫీల్డ్ QKD సిస్టమ్ను సూచించింది, అది నష్టపోతున్న కమ్యూనికేషన్ ఛానెల్ యొక్క రేటు-నష్టం స్కేలింగ్ను అధిగమించగలదు. 340 కిలోమీటర్ల ఆప్టికల్ ఫైబర్ వద్ద, ట్విన్ ఫీల్డ్ ప్రోటోకాల్ రేటు రిపీటర్-లెస్ PLOB బౌండ్గా పిలువబడే లాసీ ఛానెల్ యొక్క రహస్య కీ-ఒప్పందం సామర్థ్యాన్ని మించి ఉన్నట్లు చూపబడింది; దాని ఆదర్శ రేటు ఇప్పటికే 200 కిలోమీటర్ల వద్ద ఉన్న ఈ సరిహద్దును మించిపోయింది మరియు అధిక రిపీటర్-సహాయక రహస్య కీ-ఒప్పందం సామర్థ్యం యొక్క రేటు-నష్టం స్కేలింగ్ను అనుసరిస్తుంది (మరిన్ని వివరాల కోసం ఫిగర్ 1 చూడండి). ప్రోటోకాల్ ప్రకారం, "550 కిలోమీటర్ల సాంప్రదాయ ఆప్టికల్ ఫైబర్"ని ఉపయోగించి ఆదర్శ కీ రేట్లు సాధించవచ్చు, ఇది ఇప్పటికే కమ్యూనికేషన్లలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడింది. మొదటి ప్రభావవంతమైన క్వాంటం రిపీటర్గా పేర్కొనబడిన మైండర్ మరియు ఇతరులు. 2019లో రేటు-నష్టం పరిమితిని మించి QKD యొక్క మొదటి ప్రయోగాత్మక ప్రదర్శనలో సైద్ధాంతిక అన్వేషణను ధృవీకరించారు. TF-QKD యొక్క పంపడం-నాట్-పంపడం (SNS) వేరియంట్ ప్రోటోకాల్ సుదూర దూరాలకు అధిక ధరలను చేరుకోవడంలో ప్రధాన పురోగతిలో ఒకటి.
అపనమ్మకమైన క్వాంటం క్రిప్టోగ్రఫీ
అపనమ్మకం గూఢ లిపి శాస్త్రంలో పాల్గొనేవారు ఒకరినొకరు విశ్వసించరు. ఉదాహరణకు, ఆలిస్ మరియు బాబ్, రెండు పార్టీలు ప్రైవేట్ ఇన్పుట్లను అందించే గణనను పూర్తి చేయడానికి సహకరిస్తారు. మరోవైపు, ఆలిస్ బాబ్ను నమ్మడు మరియు బాబ్ ఆలిస్ను నమ్మడు. ఫలితంగా, క్రిప్టోగ్రాఫిక్ ఉద్యోగం యొక్క సురక్షితమైన అమలు కోసం, గణన పూర్తయిన తర్వాత బాబ్ మోసం చేయలేదని ఆలిస్ యొక్క హామీ మరియు ఆలిస్ మోసం చేయలేదని బాబ్ యొక్క హామీ అవసరం. కమిట్మెంట్ స్కీమ్లు మరియు సురక్షిత గణనలు, వీటిలో రెండోది కాయిన్ ఫ్లిప్పింగ్ మరియు విస్మరించబడిన బదిలీ వంటి పనులు, అపనమ్మకమైన క్రిప్టోగ్రాఫిక్ టాస్క్లకు ఉదాహరణలు. నమ్మదగని క్రిప్టోగ్రఫీ ఫీల్డ్ కీ పంపిణీని కలిగి ఉండదు. అపనమ్మకమైన క్వాంటం క్రిప్టోగ్రఫీ అపనమ్మకమైన క్రిప్టోగ్రఫీ రంగంలో క్వాంటం సిస్టమ్ల వినియోగాన్ని పరిశోధిస్తుంది.
క్వాంటం కీ పంపిణీకి భిన్నంగా, షరతులు లేని భద్రతను క్వాంటం భౌతిక శాస్త్ర నియమాల ద్వారా మాత్రమే సాధించవచ్చు, అవిశ్వాసంలో వివిధ పనుల విషయంలో క్వాంటం భౌతిక శాస్త్ర నియమాల ద్వారా మాత్రమే బేషరతుగా సురక్షితమైన ప్రోటోకాల్లను సాధించలేమని నిరూపించే నో-గో సిద్ధాంతాలు లేవు. గూఢ లిపి శాస్త్రం. అయితే, ప్రోటోకాల్లు క్వాంటం ఫిజిక్స్ మరియు ప్రత్యేక సాపేక్షత రెండింటినీ ఉపయోగించినట్లయితే, వీటిలో కొన్ని ఉద్యోగాలు సంపూర్ణ భద్రతతో నిర్వహించబడతాయి. ఉదాహరణకు, మేయర్స్ మరియు లో మరియు చౌ, ఖచ్చితంగా సురక్షితమైన క్వాంటం బిట్ నిబద్ధత అసాధ్యమని నిరూపించారు. లో మరియు చౌ బేషరతుగా సురక్షితమైన ఖచ్చితమైన క్వాంటం కాయిన్ ఫ్లిప్పింగ్ అసాధ్యమని నిరూపించారు. ఇంకా, లో ఒకటి-రెండు మతిమరుపు బదిలీ మరియు ఇతర సురక్షితమైన టూ-పార్టీ లెక్కల కోసం క్వాంటం ప్రోటోకాల్లు సురక్షితంగా ఉంటాయని హామీ ఇవ్వలేమని నిరూపించారు. కెంట్, మరోవైపు, కాయిన్ ఫ్లిప్పింగ్ మరియు బిట్-కమిట్మెంట్ కోసం బేషరతుగా సురక్షితమైన సాపేక్ష ప్రోటోకాల్లను ప్రదర్శించాడు.
క్వాంటం నాణెం తిప్పడం
క్వాంటం కాయిన్ ఫ్లిప్పింగ్, క్వాంటం కీ పంపిణీ వలె కాకుండా, ఒకరినొకరు విశ్వసించని రెండు పార్టీల మధ్య ఉపయోగించే మెకానిజం. పాల్గొనేవారు క్వాంటం ఛానెల్ ద్వారా కమ్యూనికేట్ చేస్తారు మరియు క్విట్ ట్రాన్స్మిషన్ ద్వారా డేటాను మార్పిడి చేసుకుంటారు. అయినప్పటికీ, ఆలిస్ మరియు బాబ్ ఒకరిపై మరొకరు అపనమ్మకం కలిగి ఉన్నారు, వారు ఇద్దరూ మోసం చేయాలని భావిస్తున్నారు. ఫలితంగా, ఆశించిన ఫలితాన్ని సాధించడానికి ఆలిస్ లేదా బాబ్లు ఒకదానిపై మరొకటి గణనీయమైన ఎడ్జ్ను కలిగి లేరని నిర్ధారించుకోవడానికి ఎక్కువ పనిని వెచ్చించాలి. పక్షపాతం అనేది ఒక నిర్దిష్ట ఫలితాన్ని ప్రభావితం చేసే సామర్ధ్యం, మరియు మోసం అని కూడా పిలువబడే నిజాయితీ లేని ఆటగాడి యొక్క పక్షపాతాన్ని తొలగించడానికి ప్రోటోకాల్లను రూపొందించడంలో చాలా కృషి ఉంది. క్వాంటం కమ్యూనికేషన్ ప్రోటోకాల్లు, క్వాంటం కాయిన్ ఫ్లిప్పింగ్ వంటివి, ఆచరణలో అమలు చేయడం సవాలుగా ఉన్నప్పటికీ, సాంప్రదాయ కమ్యూనికేషన్పై గణనీయమైన భద్రతా ప్రయోజనాలను అందించగలవని నిరూపించబడింది.
కిందిది సాధారణ కాయిన్ ఫ్లిప్ ప్రోటోకాల్:
- ఆలిస్ ఒక ఆధారాన్ని (రెక్టిలినియర్ లేదా వికర్ణంగా) ఎంచుకుంటుంది మరియు బాబ్కు అందించడానికి ఆ ప్రాతిపదికన ఫోటాన్ల స్ట్రింగ్ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
- బాబ్ ప్రతి ఫోటాన్ను యాదృచ్ఛికంగా కొలవడానికి రెక్టిలినియర్ లేదా వికర్ణ ప్రాతిపదికను ఎంచుకుంటాడు, అతను ఏ ప్రాతిపదికను ఉపయోగించాడు మరియు రికార్డ్ చేయబడిన విలువను గమనిస్తాడు.
- ఆలిస్ తన క్విట్లను పంపిన పునాది గురించి బాబ్ బహిరంగంగా ఊహించాడు.
- ఆలిస్ తన ఆధారం ఎంపికను వెల్లడిస్తుంది మరియు బాబ్కి తన అసలు స్ట్రింగ్ను పంపుతుంది.
- బాబ్ ఆలిస్ స్ట్రింగ్ని తన టేబుల్తో పోల్చడం ద్వారా దాన్ని నిర్ధారించాడు. ఇది ఆలిస్ ప్రాతిపదికన చేసిన బాబ్ యొక్క కొలతలతో సంపూర్ణంగా అనుబంధించబడి ఉండాలి మరియు పూర్తిగా విరుద్ధంగా ఉండాలి.
ఒక ఆటగాడు నిర్దిష్ట ఫలితం యొక్క సంభావ్యతను ప్రభావితం చేయడానికి లేదా మెరుగుపరచడానికి ప్రయత్నించినప్పుడు, దీనిని మోసం అంటారు. కొన్ని రకాల మోసాలు ప్రోటోకాల్ ద్వారా నిరుత్సాహపరచబడతాయి; ఉదాహరణకు, బాబ్ 4వ దశలో సరిగ్గా ఊహించినప్పుడు బాబ్ తన ప్రారంభ ప్రాతిపదికను తప్పుగా ఊహించాడని ఆలిస్ క్లెయిమ్ చేయగలడు, అయితే ఆలిస్ ఆ తర్వాత బాబ్ ఎదురుగా ఉన్న పట్టికలో కొలిచిన దానితో సంపూర్ణంగా సంబంధం ఉన్న క్విట్ల యొక్క కొత్త స్ట్రింగ్ను రూపొందించాల్సి ఉంటుంది. బదిలీ చేయబడిన క్విట్ల సంఖ్యతో, ఆమెకు సరిపోలే క్విట్ల స్ట్రింగ్ను రూపొందించే అవకాశాలు విపరీతంగా తగ్గిపోతాయి మరియు బాబ్ అసమతుల్యతను గమనిస్తే, ఆమె అబద్ధం చెబుతుందని అతనికి తెలుస్తుంది. ఆలిస్ కూడా స్థితులను కలపడం ద్వారా ఫోటాన్ల స్ట్రింగ్ను నిర్మించవచ్చు, కానీ బాబ్ త్వరగా చూస్తాడు, ఆమె స్ట్రింగ్ టేబుల్కి రెండు వైపులా కొంతమేరకు (కానీ పూర్తిగా కాదు) అనుగుణంగా ఉంటుంది, ఆమె మోసం చేసిందని సూచిస్తుంది. సమకాలీన క్వాంటం పరికరాలలో కూడా అంతర్లీన బలహీనత ఉంది. బాబ్ యొక్క కొలతలు లోపాలు మరియు కోల్పోయిన క్విట్ల ద్వారా ప్రభావితమవుతాయి, ఫలితంగా అతని కొలత పట్టికలో రంధ్రాలు ఏర్పడతాయి. 5వ దశలో ఆలిస్ క్విట్ సీక్వెన్స్ని ధృవీకరించే బాబ్ సామర్థ్యం గణనీయమైన కొలత లోపాల వల్ల దెబ్బతింటుంది.
ఐన్స్టీన్-పోడోల్స్కీ-రోసెన్ (EPR) పారడాక్స్ అనేది ఆలిస్ మోసం చేయడానికి సిద్ధాంతపరంగా ఒక నిర్దిష్ట మార్గం. EPR జతలోని రెండు ఫోటాన్లు పరస్పర సంబంధం కలిగి ఉంటాయి, అంటే అదే ప్రాతిపదికన కొలిచినప్పుడు అవి ఎల్లప్పుడూ వ్యతిరేక ధ్రువణాలను కలిగి ఉంటాయి. ఆలిస్ EPR జంటల స్ట్రింగ్ను సృష్టించి, ఒకదానిని బాబ్కి పంపుతుంది మరియు మరొకటి తన కోసం ఉంచుకోవచ్చు. ఆమె తన EPR జత ఫోటాన్లను వ్యతిరేక ప్రాతిపదికన కొలవగలదు మరియు బాబ్ తన అంచనాను చెప్పినప్పుడు బాబ్ ఎదురుగా ఉన్న పట్టికకు ఖచ్చితమైన సహసంబంధాన్ని పొందగలదు. ఆమె మోసం చేసిందని బాబ్కు తెలియదు. అయినప్పటికీ, క్వాంటం టెక్నాలజీలో ప్రస్తుతం లేని నైపుణ్యాలు అవసరం, ఆచరణలో సాధించడం అసాధ్యం. దీన్ని బయటకు తీయడానికి, ఆలిస్ అన్ని ఫోటాన్లను ఎక్కువ కాలం పాటు నిల్వ చేయగలగాలి మరియు వాటిని దాదాపు ఖచ్చితమైన ఖచ్చితత్వంతో కొలవాలి. ఎందుకంటే నిల్వ లేదా కొలత సమయంలో కోల్పోయిన ప్రతి ఫోటాన్ ఆమె స్ట్రింగ్లో ఒక రంధ్రం వదిలివేస్తుంది, అది ఆమె ఊహతో నింపవలసి ఉంటుంది. ఆమె ఎంత ఎక్కువ అంచనాలు వేయాలి, ఆమె బాబ్చే మోసగించబడటానికి ఎక్కువ అవకాశం ఉంది.
క్వాంటం నిబద్ధత
అవిశ్వాస పక్షాలు ప్రమేయం ఉన్నప్పుడు, క్వాంటం కాయిన్ ఫ్లిప్పింగ్తో పాటు క్వాంటం నిబద్ధత పద్ధతులు ఉపయోగించబడతాయి. కమిట్మెంట్ స్కీమ్ పార్టీ ఆలిస్ను ఆలిస్ మార్చలేని విధంగా (“కమిట్” చేయడానికి) ఒక విలువను నిర్ణయించడానికి అనుమతిస్తుంది మరియు ఆలిస్ దానిని వెల్లడించే వరకు గ్రహీత బాబ్ దాని గురించి ఏమీ నేర్చుకోలేరు. క్రిప్టోగ్రాఫిక్ ప్రోటోకాల్లు తరచూ ఇటువంటి నిబద్ధత విధానాలను ఉపయోగిస్తాయి (ఉదా. క్వాంటం కాయిన్ ఫ్లిప్పింగ్, జీరో-నాలెడ్జ్ ప్రూఫ్, సెక్యూర్ టూ-పార్టీ కంప్యూటేషన్ మరియు అబ్లివియస్ ట్రాన్స్ఫర్).
అవి క్వాంటం సెట్టింగ్లో ప్రత్యేకించి ప్రయోజనకరంగా ఉంటాయి: క్రెప్యూ మరియు కిలియన్ ఒక నిబద్ధత మరియు క్వాంటం ఛానల్ నుండి అని పిలవబడే ఉపేక్ష బదిలీని నిర్వహించడానికి షరతులు లేకుండా సురక్షితమైన ప్రోటోకాల్ నిర్మించబడవచ్చని నిరూపించారు. మరోవైపు, కిలియన్, ఉపేక్ష బదిలీని ఆచరణాత్మకంగా ఏదైనా పంపిణీ చేయబడిన గణనను సురక్షితమైన పద్ధతిలో (సురక్షిత బహుళ-పార్టీ గణన అని పిలవబడేది) నిర్మించడానికి ఉపయోగించవచ్చని నిరూపించాడు. (మేము ఇక్కడ ఎలా కొంచెం అలసత్వంగా ఉన్నామో గమనించండి: క్రెప్యూ మరియు కిలియన్ యొక్క పరిశోధనలు ఒక నిబద్ధత మరియు క్వాంటం ఛానెల్తో సురక్షితమైన బహుళ-పార్టీ గణనను అమలు చేయగలవని నేరుగా సూచించలేదు. ఎందుకంటే ఫలితాలు "కంపోజబిలిటీ"ని నిర్ధారించవు. మీరు వాటిని కలిపినప్పుడు, మీరు భద్రతను కోల్పోయే ప్రమాదం ఉంది.
ప్రారంభ క్వాంటం కమిట్మెంట్ మెకానిజమ్స్, దురదృష్టవశాత్తు, తప్పుగా ఉన్నట్లు చూపబడింది. మేయర్లు (షరతులు లేకుండా సురక్షితమైన) క్వాంటం నిబద్ధత అసాధ్యమని నిరూపించారు: ఏదైనా క్వాంటం కమిట్మెంట్ ప్రోటోకాల్ను గణనపరంగా లిమిట్లెస్ అటాకర్ విచ్ఛిన్నం చేయవచ్చు.
అయినప్పటికీ, క్వాంటం కమ్యూనికేషన్ని ఉపయోగించని నిబద్ధత ప్రోటోకాల్లకు అవసరమైన వాటి కంటే చాలా బలహీనమైన ఊహలను ఉపయోగించి క్వాంటం కమిట్మెంట్ ప్రోటోకాల్లను (అందుకే సురక్షితమైన బహుళ-పార్టీ కంప్యూటేషన్ ప్రోటోకాల్లు) నిర్మించే అవకాశాన్ని మేయర్స్ ఆవిష్కరణ తోసిపుచ్చలేదు. కమిట్మెంట్ ప్రోటోకాల్లను అభివృద్ధి చేయడానికి క్వాంటం కమ్యూనికేషన్ని ఉపయోగించుకునే పరిస్థితి క్రింద వివరించిన బౌండెడ్ క్వాంటం స్టోరేజ్ మోడల్. నవంబర్ 2013లో ఒక ఆవిష్కరణ క్వాంటం సిద్ధాంతం మరియు సాపేక్షతను కలపడం ద్వారా "షరతులు లేని" సమాచార భద్రతను అందిస్తుంది, ఇది ప్రపంచవ్యాప్తంగా మొదటిసారిగా ప్రభావవంతంగా నిరూపించబడింది. వాంగ్ మరియు ఇతరులు. కొత్త నిబద్ధత వ్యవస్థను అందించింది, దీనిలో "షరతులు లేని దాచడం" అనువైనది.
భౌతికంగా అన్క్లోనబుల్ ఫంక్షన్లను ఉపయోగించి క్రిప్టోగ్రాఫిక్ కమిట్మెంట్లను కూడా నిర్మించవచ్చు.
సరిహద్దు మరియు ధ్వనించే క్వాంటం నిల్వ నమూనా
షరతులు లేకుండా సురక్షితమైన క్వాంటం కమిట్మెంట్ మరియు క్వాంటం ఆబ్లివియస్ ట్రాన్స్ఫర్ (OT) ప్రోటోకాల్స్ (BQSM)ని రూపొందించడానికి నిర్బంధ క్వాంటం స్టోరేజ్ మోడల్ను ఉపయోగించవచ్చు. ఈ దృష్టాంతంలో, ప్రత్యర్థి క్వాంటం డేటా నిల్వ సామర్థ్యం తెలిసిన స్థిరాంకం Q ద్వారా పరిమితం చేయబడిందని భావించబడుతుంది. అయినప్పటికీ, విరోధి ఎంత ప్రామాణికమైన (క్వాంటం కాని) డేటాను నిల్వ చేయగలదనే దానిపై పరిమితి లేదు.
BQSMలో నిబద్ధత మరియు నిర్లక్ష్యం బదిలీ విధానాలు నిర్మించబడతాయి. కిందిది ప్రాథమిక భావన: ప్రోటోకాల్ పార్టీల (క్విట్లు) మధ్య Q కంటే ఎక్కువ క్వాంటం బిట్లు మార్పిడి చేయబడతాయి. నిజాయితీ లేని విరోధి కూడా ఆ డేటా మొత్తాన్ని నిల్వ చేయలేనందున (ప్రత్యర్థి క్వాంటం మెమరీ Q క్విట్లకు పరిమితం చేయబడింది), డేటాలో గణనీయమైన భాగాన్ని కొలవాలి లేదా నాశనం చేయాలి. డేటాలో గణనీయమైన భాగాన్ని కొలవడానికి నిజాయితీ లేని పార్టీలను బలవంతం చేయడం ద్వారా, ప్రోటోకాల్ అసాధ్యమైన ఫలితాన్ని నివారించవచ్చు, నిబద్ధత మరియు విస్మరించబడిన బదిలీ ప్రోటోకాల్లను ఉపయోగించడానికి అనుమతిస్తుంది.
Damgrd, Fehr, Salvail మరియు Schaffner's ప్రోటోకాల్లు BQSMలో నిజాయితీ గల ప్రోటోకాల్ పాల్గొనేవారు ఏదైనా క్వాంటం సమాచారాన్ని కలిగి ఉంటారని భావించడం లేదు; సాంకేతిక అవసరాలు క్వాంటం కీ డిస్ట్రిబ్యూషన్ ప్రోటోకాల్లకు సమానంగా ఉంటాయి. ఈ ప్రోటోకాల్లను నేటి సాంకేతికతతో కనీసం సిద్ధాంతపరంగానైనా సాధించవచ్చు. ప్రత్యర్థి క్వాంటం మెమరీపై కమ్యూనికేషన్ సంక్లిష్టత పరిమిత Q కంటే స్థిరమైన అంశం మాత్రమే.
BQSM ప్రత్యర్థి యొక్క క్వాంటం మెమరీ అంతిమంగా ఉండాలనే దాని ఆవరణలో వాస్తవికతను కలిగి ఉంటుంది. ఒకే క్విట్ను సుదీర్ఘకాలం పాటు విశ్వసనీయంగా నిల్వ చేయడం కూడా నేటి సాంకేతికతతో కష్టం. ("తగినంత పొడవు" యొక్క నిర్వచనం ప్రోటోకాల్ యొక్క ప్రత్యేకతల ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది.) ప్రత్యర్థి క్వాంటం డేటాను ఉంచడానికి ఎంత సమయం అవసరమో ప్రోటోకాల్లో కృత్రిమ అంతరాన్ని జోడించడం ద్వారా ఏకపక్షంగా దీర్ఘకాలం చేయవచ్చు.)
వెహ్నర్, షాఫ్ఫ్నర్ మరియు టెర్హాల్ ప్రతిపాదించిన నాయిస్-స్టోరేజ్ మోడల్ BQSM యొక్క పొడిగింపు. ప్రత్యర్థి యొక్క క్వాంటం మెమరీ యొక్క భౌతిక పరిమాణంపై ఎగువ పరిమితిని ఉంచడానికి బదులుగా ఏదైనా పరిమాణంలో లోపభూయిష్ట క్వాంటం నిల్వ పరికరాలను ఉపయోగించడానికి ప్రత్యర్థి అనుమతించబడతారు. అసంపూర్ణ స్థాయిని మోడల్ చేయడానికి ధ్వనించే క్వాంటం ఛానెల్లు ఉపయోగించబడతాయి. BQSMలో ఉన్న అదే ఆదిమాంశాలు తగినంత అధిక శబ్ద స్థాయిలలో ఉత్పత్తి చేయబడవచ్చు, అందువలన BQSM అనేది ధ్వనించే-నిల్వ మోడల్ యొక్క నిర్దిష్ట సందర్భం.
ప్రత్యర్థి నిల్వ చేయగల క్లాసికల్ (నాన్-క్వాంటం) డేటా పరిమాణంపై పరిమితి విధించడం ద్వారా క్లాసికల్ పరిస్థితిలో ఇలాంటి ఫలితాలను పొందవచ్చు. ఏది ఏమైనప్పటికీ, ఈ నమూనాలో, నిజాయితీ గల పార్టీలు కూడా భారీ మొత్తంలో జ్ఞాపకశక్తిని వినియోగించుకోవాలని నిరూపించబడింది (ప్రత్యర్థి జ్ఞాపకశక్తి యొక్క వర్గమూలం). ఫలితంగా, ఈ పద్ధతులు వాస్తవ-ప్రపంచ జ్ఞాపకశక్తి పరిమితుల కోసం పని చేయలేవు. (హార్డ్ డిస్క్ల వంటి నేటి సాంకేతికతతో, ప్రత్యర్థి అపారమైన సాంప్రదాయ డేటాను తక్కువ ధరకు నిల్వ చేయవచ్చని గమనించాలి.)
స్థానం ఆధారంగా క్వాంటం క్రిప్టోగ్రఫీ
స్థానం-ఆధారిత క్వాంటం క్రిప్టోగ్రఫీ యొక్క ఉద్దేశ్యం ఆటగాడి యొక్క (మాత్రమే) ఆధారాన్ని ఉపయోగించడం: వారి భౌగోళిక స్థానం. ఉదాహరణకు, మీరు ఒక నిర్దిష్ట ప్రదేశంలో ఉన్న ప్లేయర్కు సందేశాన్ని పంపాలనుకుంటున్నారని అనుకుందాం, రిసీవర్ కూడా ఆ ప్రదేశంలో ఉంటే మాత్రమే అది చదవబడుతుంది. పొజిషన్-వెరిఫికేషన్ యొక్క ప్రధాన లక్ష్యం ఒక క్రీడాకారిణి, ఆలిస్, ఆమె ఒక నిర్దిష్ట ప్రదేశంలో ఉందని (నిజాయితీ) వెరిఫైయర్లను ఒప్పించడం. చంద్రన్ మరియు ఇతరులు. సాంప్రదాయ ప్రోటోకాల్లను ఉపయోగించి పొజిషన్ వెరిఫికేషన్ సహకరించే ప్రత్యర్థుల సమక్షంలో అసాధ్యం అని నిరూపించారు (అన్ని స్థానాలను నియంత్రిస్తున్న వారు ప్రూవర్ యొక్క పేర్కొన్న స్థానాన్ని సేవ్ చేస్తారు). ప్రత్యర్థులపై వివిధ పరిమితులలో పథకాలు సాధ్యమవుతాయి.
కెంట్ 2002లో 'క్వాంటం ట్యాగింగ్' అనే మోనికర్ కింద మొదటి స్థానం-ఆధారిత క్వాంటం సిస్టమ్లను పరిశోధించారు. 2006లో, US పేటెంట్ పొందబడింది. 2010లో, లొకేషన్ వెరిఫికేషన్ కోసం క్వాంటం ఎఫెక్ట్లను ఉపయోగించుకోవాలనే ఆలోచన మొదటిసారిగా పండితుల పత్రికలలో ప్రచురించబడింది. 2010లో స్థాన ధృవీకరణ కోసం అనేక ఇతర క్వాంటం ప్రోటోకాల్లు ప్రతిపాదించబడిన తర్వాత, బుహర్మాన్ మరియు ఇతరులు. సాధారణ అసాధ్యమైన ఫలితాన్ని క్లెయిమ్ చేసారు: అపారమైన క్వాంటం ఎంటాంగిల్మెంట్ (నిజాయితీ కలిగిన ప్లేయర్ నిర్వహించే క్విట్ల సంఖ్యలో వారు రెట్టింపు ఎక్స్పోనెన్షియల్ సంఖ్యలో EPR జతలను ఉపయోగిస్తారు) వారు క్లెయిమ్ చేసిన స్థానంలో ఉన్నారని వెరిఫైయర్లకు సహకరించడం ద్వారా ప్రత్యర్థులు ఎల్లప్పుడూ కనిపించవచ్చు. పై). ఏదేమైనప్పటికీ, సరిహద్దు- లేదా ధ్వనించే-క్వాంటం-నిల్వ నమూనాలో, ఈ ఫలితం పని చేయగల విధానాల యొక్క అవకాశాన్ని తోసిపుచ్చదు (పైన చూడండి). Beigi మరియు König తర్వాత స్థానం-ధృవీకరణ పద్ధతులకు వ్యతిరేకంగా విస్తృత దాడిలో అవసరమైన EPR జతల సంఖ్యను ఎక్స్పోనెన్షియల్ స్థాయిలకు పెంచారు. సరళ సంఖ్యలో EPR జతలను మాత్రమే నియంత్రించే విరోధులకు వ్యతిరేకంగా ప్రోటోకాల్ సురక్షితంగా ఉంటుందని కూడా వారు నిరూపించారు. క్వాంటం ప్రభావాలను ఉపయోగించి అధికారిక షరతులు లేని స్థాన ధృవీకరణ యొక్క అవకాశం సమయం-శక్తి కలపడం వలన పరిష్కరించబడని అంశంగా మిగిలిపోయింది, ఇది సూచించబడింది. స్థానం-ఆధారిత క్వాంటం క్రిప్టోగ్రఫీ పరిశోధనకు పోర్ట్-ఆధారిత క్వాంటం టెలిపోర్టేషన్ యొక్క ప్రోటోకాల్తో సంబంధాలు ఉన్నాయని గమనించాలి. క్వాంటం టెలిపోర్టేషన్ యొక్క మరింత అధునాతన రూపాంతరం, దీనిలో బహుళ EPR జతలు ఒకే సమయంలో పోర్ట్లుగా ఉపయోగించబడతాయి.
పరికరం స్వతంత్ర క్వాంటం క్రిప్టోగ్రఫీ
క్వాంటం క్రిప్టోగ్రఫీ ప్రోటోకాల్ యొక్క భద్రత ఉపయోగించిన క్వాంటం పరికరాల యొక్క నిజాయితీపై ఆధారపడకపోతే, అది పరికరం-స్వతంత్రంగా చెప్పబడుతుంది. తత్ఫలితంగా, అటువంటి ప్రోటోకాల్ యొక్క భద్రతా విశ్లేషణలో దోషపూరితమైన లేదా ప్రతికూలమైన పరికరాలకు సంబంధించిన పరిస్థితులు తప్పనిసరిగా చేర్చబడాలి. మేయర్స్ మరియు యావో క్వాంటం ప్రోటోకాల్లను "స్వీయ-పరీక్ష" క్వాంటం ఉపకరణాన్ని ఉపయోగించి రూపొందించాలని ప్రతిపాదించారు, దీని అంతర్గత కార్యకలాపాలను వారి ఇన్పుట్-అవుట్పుట్ గణాంకాల ద్వారా ప్రత్యేకంగా గుర్తించవచ్చు. దానిని అనుసరించి, రోజర్ కోల్బెక్ తన థీసిస్లో గాడ్జెట్ల నిజాయితీని అంచనా వేయడానికి బెల్ పరీక్షలను ఉపయోగించాలని సూచించాడు. అప్పటి నుండి, బేషరతుగా సురక్షితమైన మరియు పరికర-స్వతంత్ర ప్రోటోకాల్లను అంగీకరించడానికి అనేక సమస్యలు ప్రదర్శించబడ్డాయి, బెల్ పరీక్షను నిర్వహించే వాస్తవ పరికరాలు గణనీయంగా "శబ్దం"గా ఉన్నప్పటికీ, ఆదర్శానికి దూరంగా ఉన్నప్పటికీ. క్వాంటం కీ పంపిణీ, యాదృచ్ఛిక విస్తరణ మరియు యాదృచ్ఛిక విస్తరణ ఈ సమస్యలకు ఉదాహరణలు.
ఆర్నాన్-ఫ్రైడ్మాన్ మరియు ఇతరులు నిర్వహించిన సైద్ధాంతిక పరిశోధనలు. అసిమ్ప్టోటిక్ ఈక్విపార్టీషన్ ప్రాపర్టీ యొక్క పొడిగింపు అయిన “ఎంట్రోపీ అక్యుమ్యులేషన్ థియరం (EAT)” అని పిలవబడే ఎంట్రోపీ ప్రాపర్టీని లెవరేజ్ చేయడం ద్వారా పరికర స్వతంత్ర ప్రోటోకాల్ భద్రతకు హామీ ఇవ్వవచ్చని 2018లో వెల్లడించింది.
పోస్ట్-క్వాంటం క్రిప్టోగ్రఫీ
క్వాంటం కంప్యూటర్లు సాంకేతిక వాస్తవికతగా మారవచ్చు, కాబట్టి క్రిప్టోగ్రాఫిక్ అల్గారిథమ్లను పరిశోధించడం చాలా కీలకం, వీటిని యాక్సెస్ చేసే శత్రువులకు వ్యతిరేకంగా ఉపయోగించవచ్చు. పోస్ట్-క్వాంటం క్రిప్టోగ్రఫీ అనేది అటువంటి పద్ధతుల అధ్యయనాన్ని వివరించడానికి ఉపయోగించే పదం. క్వాంటం కంప్యూటర్లో వివిక్త లాగరిథమ్లను ఫ్యాక్టరింగ్ మరియు కంప్యూటింగ్ చేయడానికి షోర్ యొక్క అల్గారిథమ్ని ఉపయోగించి అనేక ప్రసిద్ధ ఎన్క్రిప్షన్ మరియు సిగ్నేచర్ టెక్నిక్లను విచ్ఛిన్నం చేయవచ్చు, పోస్ట్-క్వాంటం క్రిప్టోగ్రఫీ అవసరం. McEliece మరియు లాటిస్-ఆధారిత స్కీమ్లు, అలాగే చాలా సిమెట్రిక్-కీ అల్గారిథమ్లు, నేటి జ్ఞానం ప్రకారం క్వాంటం విరోధులకు వ్యతిరేకంగా సురక్షితంగా ఉండే పథకాలకు ఉదాహరణలు. పోస్ట్-క్వాంటం క్రిప్టోగ్రఫీ సర్వేలు అందుబాటులో ఉన్నాయి.
ప్రస్తుతం ఉన్న ఎన్క్రిప్షన్ అల్గారిథమ్లు క్వాంటం విరోధులను ఎదుర్కోవడానికి ఎలా అప్డేట్ చేయబడతాయో చూడడానికి కూడా అధ్యయనం చేయబడుతున్నాయి. క్వాంటం అటాకర్లకు వ్యతిరేకంగా సురక్షితమైన జీరో-నాలెడ్జ్ ప్రూఫ్ సిస్టమ్లను అభివృద్ధి చేయడం విషయానికి వస్తే, ఉదాహరణకు, కొత్త వ్యూహాలు అవసరం: సాంప్రదాయ వాతావరణంలో, జీరో-నాలెడ్జ్ ప్రూఫ్ సిస్టమ్ను విశ్లేషించడం సాధారణంగా "రివైండింగ్"ని కలిగి ఉంటుంది, ఇది విరోధిని కాపీ చేయడం అవసరం. అంతర్గత స్థితి. క్వాంటం సందర్భంలో ఒక స్థితిని కాపీ చేయడం ఎల్లప్పుడూ సాధ్యం కాదు (నో-క్లోనింగ్ సిద్ధాంతం), రివైండింగ్ విధానాన్ని తప్పనిసరిగా వర్తింపజేయాలి.
పోస్ట్ క్వాంటం అల్గారిథమ్లను కొన్నిసార్లు "క్వాంటం రెసిస్టెంట్" అని పిలుస్తారు, ఎందుకంటే క్వాంటం కీ పంపిణీ వలె కాకుండా, భవిష్యత్తులో క్వాంటం దాడులు విజయవంతం కావని తెలియదు లేదా నిరూపించదగినది. NSA క్వాంటం రెసిస్టెంట్ అల్గారిథమ్లకు మైగ్రేట్ చేయాలనే ఉద్దేశాలను ప్రకటిస్తోంది, అయినప్పటికీ అవి షోర్ యొక్క అల్గారిథమ్కు లోబడి ఉండవు. నేషనల్ ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ స్టాండర్డ్స్ అండ్ టెక్నాలజీ (NIST) క్వాంటం-సేఫ్ ప్రిమిటివ్లను పరిగణించాలని భావిస్తోంది.
క్వాంటం కీ పంపిణీకి మించిన క్వాంటం క్రిప్టోగ్రఫీ
క్వాంటం క్రిప్టోగ్రఫీ ఈ పాయింట్ వరకు క్వాంటం కీ డిస్ట్రిబ్యూషన్ ప్రోటోకాల్ల అభివృద్ధితో ముడిపడి ఉంది. దురదృష్టవశాత్తూ, బహుళ జతల రహస్య కీల స్థాపన మరియు తారుమారు అవసరం కారణంగా, క్వాంటం కీ పంపిణీ ద్వారా వ్యాప్తి చేయబడిన కీలతో కూడిన సిమెట్రిక్ క్రిప్టోసిస్టమ్లు పెద్ద నెట్వర్క్లకు (చాలా మంది వినియోగదారులు) అసమర్థంగా మారతాయి ("కీ-నిర్వహణ సమస్య" అని పిలవబడేది). ఇంకా, ఈ పంపిణీ రోజువారీ జీవితంలో కీలకమైన అదనపు క్రిప్టోగ్రాఫిక్ ప్రక్రియలు మరియు సేవల విస్తృత శ్రేణిని నిర్వహించదు. క్రిప్టోగ్రాఫిక్ పరివర్తన కోసం క్లాసికల్ అల్గారిథమ్లను కలిగి ఉన్న క్వాంటం కీ పంపిణీ వలె కాకుండా, కాక్ యొక్క మూడు-దశల ప్రోటోకాల్ పూర్తిగా క్వాంటంగా ఉండే సురక్షిత కమ్యూనికేషన్కు మార్గంగా అందించబడింది.
కీ పంపిణీకి మించి, క్వాంటం క్రిప్టోగ్రఫీ పరిశోధనలో క్వాంటం సందేశ ప్రామాణీకరణ, క్వాంటం డిజిటల్ సంతకాలు, క్వాంటం వన్-వే ఫంక్షన్లు మరియు పబ్లిక్-కీ ఎన్క్రిప్షన్, క్వాంటం ఫింగర్ప్రింటింగ్ మరియు ఎంటిటీ ప్రామాణీకరణ (ఉదాహరణకు, PUFల క్వాంటం రీడౌట్ చూడండి) మరియు మొదలైనవి ఉన్నాయి.
ఆచరణాత్మక అమలులు
క్వాంటం క్రిప్టోగ్రఫీ కనీసం సూత్రప్రాయంగా సమాచార భద్రతా రంగంలో విజయవంతమైన మలుపుగా కనిపిస్తుంది. ఏ క్రిప్టోగ్రాఫిక్ పద్ధతి, అయితే, పూర్తిగా సురక్షితంగా ఉండదు. క్వాంటం క్రిప్టోగ్రఫీ అనేది ఆచరణలో షరతులతో కూడిన సురక్షితమైనది, కీలకమైన అంచనాల సమితిపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
ఒకే-ఫోటాన్ మూలం యొక్క ఊహ
క్వాంటం కీ పంపిణీకి సైద్ధాంతిక అండర్పిన్నింగ్లో ఒకే-ఫోటాన్ మూలం భావించబడుతుంది. మరోవైపు, సింగిల్-ఫోటాన్ మూలాలు నిర్మించడం కష్టం, మరియు చాలా వాస్తవ-ప్రపంచ క్వాంటం ఎన్క్రిప్షన్ సిస్టమ్లు డేటాను తెలియజేయడానికి బలహీనమైన లేజర్ మూలాలపై ఆధారపడతాయి. ఈవ్డ్రాపర్ దాడులు, ముఖ్యంగా ఫోటాన్ విభజన దాడులు, ఈ బహుళ-ఫోటాన్ మూలాలను ఉపయోగించుకోవచ్చు. ఈవ్, ఈవ్డ్రాపర్, మల్టీ-ఫోటాన్ మూలాన్ని రెండు కాపీలుగా విభజించి, ఒకదానిని తన కోసం ఉంచుకోవచ్చు. ఈవ్ డేటా కాపీని సేకరించినట్లు ఎటువంటి సూచన లేకుండా, మిగిలిన ఫోటాన్లు బాబ్కి పంపబడతాయి. ఈవ్డ్రాపర్ ఉనికిని పరీక్షించడానికి డికోయ్ స్టేట్లను ఉపయోగించడం వల్ల బహుళ-ఫోటాన్ మూలాన్ని సురక్షితంగా ఉంచవచ్చని శాస్త్రవేత్తలు పేర్కొన్నారు. అయినప్పటికీ, శాస్త్రవేత్తలు 2016లో దాదాపుగా పరిపూర్ణమైన ఒకే ఫోటాన్ మూలాన్ని ఉత్పత్తి చేసారు మరియు సమీప భవిష్యత్తులో ఒకటి అభివృద్ధి చేయబడుతుందని వారు నమ్ముతున్నారు.
ఒకే విధమైన డిటెక్టర్ సామర్థ్యం యొక్క ఊహ
ఆచరణలో, క్వాంటం కీ పంపిణీ వ్యవస్థలు రెండు సింగిల్-ఫోటాన్ డిటెక్టర్లను ఉపయోగిస్తాయి, ఒకటి ఆలిస్ కోసం మరియు ఒకటి బాబ్ కోసం. మిల్లీసెకన్ల వ్యవధిలో ఇన్కమింగ్ ఫోటాన్ను గుర్తించడానికి ఈ ఫోటోడెటెక్టర్లు క్రమాంకనం చేయబడతాయి. రెండు డిటెక్టర్ల గుర్తింపు విండోలు వాటి మధ్య తయారీ వ్యత్యాసాల కారణంగా పరిమిత మొత్తంలో స్థానభ్రంశం చెందుతాయి. ఆలిస్ క్విట్ను కొలవడం ద్వారా మరియు బాబ్కు "నకిలీ స్థితి"ని అందించడం ద్వారా, ఈవ్ అనే ఈవ్డ్రాపర్ డిటెక్టర్ యొక్క అసమర్థతను ఉపయోగించుకోవచ్చు. బాబ్కు డెలివరీ చేయడానికి కొత్త ఫోటాన్ను రూపొందించే ముందు ఆలిస్ పంపిన ఫోటాన్ను ఈవ్ సేకరిస్తుంది. బాబ్ ఈవ్డ్రాపర్ను గుర్తించలేని విధంగా "నకిలీ" ఫోటాన్ యొక్క దశ మరియు సమయాన్ని ఈవ్ ట్యాంపర్ చేస్తుంది. ఈ దుర్బలత్వాన్ని తొలగించే ఏకైక పద్ధతి ఫోటోడెటెక్టర్ సమర్థత వ్యత్యాసాలను తొలగించడం, ఇది ఆప్టికల్ పాత్ పొడవు అసమానతలు, వైర్ పొడవు వ్యత్యాసాలు మరియు ఇతర సమస్యలను ఉత్పత్తి చేసే పరిమిత తయారీ టాలరెన్స్ల కారణంగా సవాలుగా ఉంది.
సర్టిఫికేషన్ పాఠ్యాంశాలతో మిమ్మల్ని మీరు వివరంగా తెలుసుకునేందుకు మీరు దిగువ పట్టికను విస్తరించవచ్చు మరియు విశ్లేషించవచ్చు.
EITC/IS/QCF క్వాంటం క్రిప్టోగ్రఫీ ఫండమెంటల్స్ సర్టిఫికేషన్ కరికులం వీడియో రూపంలో ఓపెన్-యాక్సెస్ డిడాక్టిక్ మెటీరియల్లను సూచిస్తుంది. అభ్యాస ప్రక్రియ దశల వారీ నిర్మాణంగా విభజించబడింది (కార్యక్రమాలు -> పాఠాలు -> అంశాలు) సంబంధిత పాఠ్యాంశాలను కవర్ చేస్తుంది. డొమైన్ నిపుణులతో అపరిమిత కన్సల్టెన్సీ కూడా అందించబడుతుంది.
ధృవీకరణ ప్రక్రియపై వివరాల కోసం తనిఖీ చేయండి ఇది ఎలా పని చేస్తుంది.
EITC/IS/QCF క్వాంటం క్రిప్టోగ్రఫీ ఫండమెంటల్స్ ప్రోగ్రామ్ కోసం పూర్తి ఆఫ్లైన్ స్వీయ-అభ్యాస సన్నాహక సామగ్రిని PDF ఫైల్లో డౌన్లోడ్ చేయండి
EITC/IS/QCF సన్నాహక పదార్థాలు - ప్రామాణిక వెర్షన్
EITC/IS/QCF ప్రిపరేటరీ మెటీరియల్స్ - సమీక్ష ప్రశ్నలతో పొడిగించిన వెర్షన్