Kurzvortrag für die Lehrerfortbildung

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1 Kurzvortrag für die Lehrerfortbildung
Quantenkryptologie Kurzvortrag für die Lehrerfortbildung Quantenphysik ; ; Frieder Haug

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

3 Verschlüsselungsverfahren
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
b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 Vereinbarter Schlüssel (One-time-pad): 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: 1.) Der Schlüssel ist so lang wie der Klartext. 2.) Der Schlüssel wird nur einmal verwendet. 3.) Der Schlüssel wurde zufällig erzeugt.

6 Prinzip der QK Alice sendet eine Folge von Photonen mit den 4
möglichen Spinrichtungen: vertikal horizontal 45° 135° Bob untersucht die empfangenen Photonen auf die Spinrichtungen: vertikal horizontal 45° 135°

7 Beispiel für Schlüsselaustausch
Alice sendet: Bob untersucht Spinrichtungen: Bob misst Durchkommen: 1 1 1 1 1 1 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. Vereinbarter Schlüssel:

8 Beispiel für eine Botschaft

9 Quantenkryptologie ENDE