Quantenkryptographie – Zufallsschlüssel

Zufallsschlüssel

Alice möchte Bob eine Nachricht schicken – zum Beispiel dieses Bild. Aber Vorsicht! Unverschlüsselte Nachrichten sind im Internet nicht abhörsicher! Wie können Daten sicher übertragen werden?

Es gibt verschiedene Methoden – die sicherste, die aber so aufwändig ist, dass sie noch nicht oft angewendet wird, ist folgende: Wir codieren das Bild in 0 und 1, und addieren ein Zufallsmuster Z. Das Zufallsmuster ist das Schlüssel – er dreht jedes Bit um, wenn Z=1 ist, sonst nicht. Heraus kommt reiner Zufall, Z+B enthält keine Informationen mehr. Z+B lässt sich also problemlos öffentlich versenden.

Nur derjenige, der den Schlüssel Z kennt, kann die verdrehten Bits wieder zurückdrehen. Sichere Datenübertragung ist also möglich, wenn Alice und Bob über ein geheimes Zufallsmuster, ein sogenanntes „One-Time-Pad“ verfügen.

Alice muss Bob also dieses Zufallsmuster übertragen. Man könnte meinen, das wäre wieder das Ausgangsproblem – jetzt muss der Spion eben das Zufallsmuster abhören, um damit dann die Botschaft zu entschlüsseln. Aber keiner kann Zufall besser als Quantenphysik! Wie wir durch die Quantendimension den Spion überlisten können, erklären wir im nächsten Slide.