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Quantenkryptologie Kurzvortrag für die Lehrerfortbildung Quantenphysik 2.7.2002; 4.7.2002; 10.7.2002 Frieder Haug.

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1 Quantenkryptologie Kurzvortrag für die Lehrerfortbildung Quantenphysik 2.7.2002; 4.7.2002; 10.7.2002 Frieder Haug

2 Grundschema der Kryptologie Geheime Botschaft V S (K) Ver- fahren V S Verschlüsselung Ver- fahren V S -1 Entschlüsselung Schlüssel S Alice Klartext K: Quante n sind schön Bob Klartext K: Quante n sind schön Eve Entschlüsselung ohne Schlüssel S durch Probieren möglich ? A Schlüsselaustausch sicher? B

3 Verschlüsselungsverfahren Verschlüsselung A Klassisch Geheimer Schlüssel- austausch nötig B Entschlüsse- lung durch Probieren möglich Bsp.: Monoalphabet. V. Vigenere Verschl. Enigma A Sicher Geheimer Schlüssel- austausch unerlässlich B Entschlüsse- lung durch Probieren unmöglich Bsp.: One-time-pad A Public Key Schlüssel öffentlich B Entschlüsse- lung durch Probieren möglich Bsp.: RSA-Verfahren

4 Verschlüsselung mit One-time-pad abcdefghijklmnopqrstuvwxyz 0102030405060708091011121314151617181920212223242526 Vereinbarter Schlüssel (One-time-pad): 3723567856378475413290624359562047592846..... Verschlüsselung:

5 Satz von Shannon Eine Verschlüsselung ist nur dann absolut sicher und kann niemals ohne Kenntnis des Schlüssels durch Probieren entschlüsselt werden, wenn die folgenden drei Bedingungen erfüllt sind: 2.) Der Schlüssel wird nur einmal verwendet. 1.) Der Schlüssel ist so lang wie der Klartext. 3.) Der Schlüssel wurde zufällig erzeugt.

6 Prinzip der QK Alice sendet eine Folge von Photonen mit den 4 möglichen Spinrichtungen: vertikalhorizontal45°135° Bob untersucht die empfangenen Photonen auf die Spinrichtungen: vertikalhorizontal45°135°

7 Beispiel für Schlüsselaustausch Alice sendet: Bob untersucht Spinrichtungen: Bob misst Durchkommen: 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 Bob übermittelt Alice die Spinrichtungen, mit denen er untersucht hat (nicht die Ergebnisse). Alice gibt durch, wel- che Ergebnisse mit der richtigen Richtung untersucht wurden. 0111100001 Vereinbarter Schlüssel: 0111010100....

8 Beispiel für eine Botschaft

9 Quantenkryptologie ENDE


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