Crittografia quantistica: attacco hacker inutile
I ricercatori dell'Università Ludwig Maximilian di Monaco e dell'Università di Singapore hanno realizzato sperimentalmente per la prima volta una forma avanzata di crittografia quantistica. Ciò renderà un giorno possibile la creazione di reti quantistiche, in cui dovrebbe essere possibile una comunicazione assolutamente sicura tra luoghi distanti.
Internet pullula di informazioni altamente sensibili. Sofisticate tecniche di crittografia di solito garantiscono che tali contenuti non possano essere intercettati e letti. Ma in futuro, soprattutto i potenti computer quantistici potrebbero decifrare le chiavi, a volte in pochi secondi.
Metodo degli anni '90
Lo scambio di chiavi meccanico quantistico - noto in gergo tecnico come "Quantum Key Distribution (QKD)" - è a prova di attacchi alle linee di connessione. Il QKD è quindi immune anche ai computer quantistici, ma non agli attacchi o alle manipolazioni dei dispositivi stessi. I dispositivi potrebbero emettere una chiave che il produttore ha già memorizzato ed eventualmente trasmesso a un hacker. Il cosiddetto "Device independent QKD" (QKD indipendente dal dispositivo), o DIQKD in breve, ora controlla anche la sicurezza dei dispositivi. Teoricamente questo metodo è noto fin dagli anni '90, ma ora un gruppo internazionale di ricercatori guidati dal fisico della LMU Harald Weinfurter (https://xqp.physik.uni-muenchen.de/people/professor/weinfurter/index.html) e Charles Lim dell'Università Nazionale di Singapore (NUS) è stato realizzato per la prima volta a livello sperimentale.
Misurare gli stati quantistici degli atomi
Nel presente esperimento, i fisici hanno utilizzato due atomi di rubidio entangled situati in due laboratori distanti 400 metri l'uno dall'altro nel campus della LMU per scambiarsi le chiavi. Le due sedi sono collegate da un cavo in fibra ottica di 700 metri che passa sotto la piazza di fronte all'edificio principale dell'università. Per scambiare una chiave, le due parti misurano gli stati quantici dei loro atomi. Ciò avviene in modo casuale in due e quattro direzioni rispettivamente. Se le direzioni coincidono, i risultati della misurazione sono identici grazie all'entanglement e possono essere utilizzati per generare una chiave segreta.
Connessioni a prova di intercettazione grazie alla crittografia quantistica
Con gli altri risultati di misura, è possibile valutare la cosiddetta disuguaglianza di Bell. John Bell ha sviluppato questa disuguaglianza per verificare se la natura può essere descritta con variabili nascoste. Nel DIQKD, questo test viene ora utilizzato per assicurarsi che "non ci siano manipolazioni degli strumenti, cioè che i risultati di misura nascosti non siano già stati memorizzati negli strumenti in anticipo", dice Weinfurter. Il protocollo NUS utilizza ora due impostazioni di misura. "Questo rende molto più difficile origliare le informazioni. Quindi si può tollerare un rumore maggiore e le chiavi segrete possono essere generate anche con un rumore più elevato", spiega Charles Lim.
"Con il nostro metodo, ora possiamo generare chiavi segrete in modo sicuro anche con dispositivi non caratterizzati e potenzialmente non affidabili", spiega Weinfurter. "Il nostro lavoro getta le basi per le future reti quantistiche in cui sarà possibile una comunicazione assolutamente sicura tra luoghi distanti", afferma Charles Lim.
