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ScienceSource.info / Artikel / Physik

Kryptographische Grundprinzipien

Das Einstein-Podolsky-Rosen-Experiment besteht im Kern darin, dass es gelingt, zwei weit voneinander entfernten Beobachtern jeweils einen unpolarisierten Lichtstrahl, bestehend aus nacheinander eintreffenden einzelnen Photonen "zuzuspielen", die in "mysteriöser" Weise miteinander verkoppelt sind. Sind die Messapparaturen identisch, kann allerdings die Polarisation des Prismas willkürlich eingestellt werden, ist in diesem Falle gleich, so ist auch das Messresultat identisch. Eine derartige Messreihe stellt allerdings eine echte Zufallsfolge dar, wenn wir diese durch "0"-en und "1"-en kennzeichnen - es regiert uneingeschenkt der Quantenmechanische Zufall. Es gelingt also 2 Personen zu einem Zeitpunkt, mit identischen Zufallszahlen zu versorgen. Dies alleine ist noch nicht weiter spektakulär, wir können ja auch auf mathematischem Wege Zufallszahlen erzeugen, z.B. die Zahl π auf beliebig viele Stellen berechnen. Auch wenn man sich dabei nie sicher sein kann, das es sich tatsächlich um "echte" Zufallszahlen handelt, so reicht ein derartiges Verfahren für praktische Anwendungen vollkommen aus. Der springende Punkt im Einstein-Podolsky-Rosen-Experiment besteht allerdings darin, dass kein dritter Mithören kann, die Übermittlung der Zufallszahl ist abhörsicher. Mit dem klassische Beispiel, von Alice und Bob, diese können jetzt ihre Zufallszahl getrost, ohne Angst vor Eve, übermitteln, die ideale Kryptographie wird hierdurch möglich.

Edgar Allan Poe hat in der Novelle "Der Goldkäfer" ("The golden Bug") unübertroffen in literarischer Weise, vom abhören und entschlüsseln fremder Nachrichten geschrieben. Die perfekte Verschlüsselung kann allerdings durch einen Schlüssel, mit der selben Länge wie die Nachricht, gewährleistet werden, einziges Problem in der herkömmlichen Kryptographie, der Schlüssel muss ebenfalls übermittelt werden. Nun kann allerdings dieser abgefangen werden, von der entsprechenden dritten Partei, die nun, vielleicht sogar unbemerkt die Nachricht bzw. die Kommunikation der anderen Parteien abhören kann, ja diese sogar manipulieren kann. Ein Spion währe nun nicht mehr sicher, hinter feindlichen Linien könnte dies natürlich fatale Folgen mit sich bringen. Man kann den Grund des Bestrebens nach perfekter Kryptographie damit recht leicht nachvollziehen, Schutz der Privatsphäre.

Vom praktischen Standpunkt aus, wird die Quantenmechanische Kryptographie wohl kaum ernst genommen, allerdings der Quantentheoretiker wird sich dem Reiz einer solchen Betrachtung schwerlich entziehen können, zudem sie zeigt, welche ungeahnten Möglichkeiten in der Quantenphysik stecken.
Version 3.2      © 2001-2008 Harald Wolfsgruber