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Verschränkung von Teilchen?

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  1. Verschränkung von Teilchen?

    Autor: blockchainman 10.05.16 - 11:55

    Völliger Laie aber: Ich dachte es ginge beim Thema Quantenkryptographie um die Verschränkung von Teilchen, also praktisch die Teilchen als Key mit dem 2 Parteien Nachrichten austauschen, so immer einen neuen Schlüssel haben, ohne ihn austauschen zu müssen. Oder liege ich völlig falsch?

  2. Re: Verschränkung von Teilchen?

    Autor: chefin 10.05.16 - 13:16

    Und wie stellst du sicher, das dein gegenüber der ist, den du haben willst?

    Irgendwas musst du also vorher austauschen um das sicherzustellen. Und um diesen Vorabtausch geht es. Allerhöchstens wenn du 2 Geräte pairst, also ab Werk schon aufeinander abstimmst. Aber auch hier ist ja dann der 2. Kanal das pairen im Werk.

    Und all die schöne Quantenmechanik basiert auf einzelnen Teilchen in der Theorie. In der Praxis ist es aber nicht möglich ein einzelnes Photon zu senden. Wenn wir in der Lage sind 1 Photon einzeln zu senden und wenn wir in der Lage sind ein Dämpfungsfreies Medium herzustellen und wenn wir in der Lage sind jeden Quantencomputer seine eigene Leitung zu jedem anderen zu geben...usw

    Viel zu viele wenn und viel zu wenig Realität. Wenn wir mal alle Bedingungen erfüllen können wird es sicher. Ob das jemals machbar ist und ob es dann noch benötigt wird ist aber wieder eine andere Frage. Den hätten wir derartige Technologien, bräuchten wir praktisch keine Verschlüsselung mehr. Wenn wir einzelne Photonen manipulieren können, können wir uns eigene Atome bauen. Dann sollte Replikatoren wie man sie in SF kennt bei jedem im Haus stehen. Und es gäbe wenig interesse an Geheimhaltung. Was will man dann auch geheim halten , wenn man alles hat was man sich wünscht?

    Und selbst wenn man dann auf die emotionale Schiene geht und intimes geheimhalten will, das geht problemlos mit 256bit symetrischer Verschlüsselung. Zur Not auch 512Bit und das ist weder praktisch noch theoretisch knackbar. Die Welt lebt nicht lange genug auch nur einen Key zu bruteforcen. Den solche emotionalen Dinge setzten voraus, das man seinen Kommunikationspartner kennt. Asymetrische Keys sind ja ausschliesslich dafür, das man ohne den anderen zu kennen verschlüsseln kann.

  3. Re: Verschränkung von Teilchen?

    Autor: ouch 10.05.16 - 14:43

    Selbstverständlich
    - ist Authentifikation eine Aufgabe, die in der asymmetrischen Kryptographie üblicherweise über "Vertrauen" und die genannte Komplexität der genutzten mathematischen Probleme gelöst wird.
    - basiert die schöne Quantenmechanik _nicht_ "auf einzelnen Teilchen in der Theorie"
    - gibt es Einzelphotonenquellen nicht erst seit gestern
    - hat Quantenkryptographie nichts wesentliches Quantencomputern zu tun
    - ergibt sich aus der Dämpfung eben die genannte beschränkte Reichweite
    - macht man _nach_ dem Schlüsselaustausch ganz normal in symmetrische Kryptographie

    Der Witz an Quantenkryptographie ist, die Sicherheit dass das Belauschen des Schlüsselaustauschs bemerkt wird.

  4. Re: Verschränkung von Teilchen?

    Autor: chefin 10.05.16 - 15:42

    ouch schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Selbstverständlich
    > - ist Authentifikation eine Aufgabe, die in der asymmetrischen
    > Kryptographie üblicherweise über "Vertrauen" und die genannte Komplexität
    > der genutzten mathematischen Probleme gelöst wird.
    > - basiert die schöne Quantenmechanik _nicht_ "auf einzelnen Teilchen in der
    > Theorie"
    > - gibt es Einzelphotonenquellen nicht erst seit gestern
    > - hat Quantenkryptographie nichts wesentliches Quantencomputern zu tun
    > - ergibt sich aus der Dämpfung eben die genannte beschränkte Reichweite
    > - macht man _nach_ dem Schlüsselaustausch ganz normal in symmetrische
    > Kryptographie
    >
    > Der Witz an Quantenkryptographie ist, die Sicherheit dass das Belauschen
    > des Schlüsselaustauschs bemerkt wird.

    Wie willst du Vertrauen kryptografisch erzeugen? Das geht nicht. Du musst erstmal vertrauen um kryptografie überhaupt zu nutzen. Du musst einem Menschen trauen. Den es sind Menschen die das aufbauen, pflegen, nutzen. Der Mensch kann dir alles unterschieben. Da hilft keine Quantenphysik.

    Du abstrahierst und legst Annahmen zugrunde oder klammerst das Problem einfach aus. zB wie du die Photonen zielgerichtet sendest, Einzel und nicht in Wechselwirkung mit irgendwas anderem tretend. In der Realität ist mir kein Verfahren bekannt das Wechselwirkung ausschliesst. Selbst Glasfaser dämpft. Was genau heist den dämpfen? Bremst er photonen ab, so das sie langsamer werden aber weiter fliegen? Das glaube ich nicht. Das würde ja heisen das Licht langsamer als Lichtgeschwindigkeit fliegt. Also heist Dämpfen, das es das Photon verschluckt. Woran erkennst du nun das belauschen (welches das Photon ausleitet und dabei verändert, aber nie bei dir ankommen lässt) vom Dämpfen durch die Physik des Leiters. Du schickst einfach weitere Photonen, was anderes bleibt dir auch nicht über. Sind es genug, kommt auch was an. Dämpfen ist aber zufallsabhängig, nicht konstant. Es ist zufall ob das Photon ein Atom trifft oder nicht und daher geschluckt wird oder weiter fliegt. Die reale Physik ist nunmal nicht weg zu leugnen.

    Und genau um den Unterschied zwischen der theoretischen Sicherheit und der praktischen Nichtumsetzbarkeit gehts hier.

    Ich hatte mal ein nettes Erlebniss, welches mir damals genau diesen Unterschied sehr deutlich vor Augen geführt hat. Stell dir folgendes Experiment vor: Ein Affe hängt an einem Endlosseil das um eine Rolle läuft die an der Decke aufgehängt ist. Der Affe wird mit einem Gegengewicht milligramm genau austariert.

    http://www.spektrum.de/raetsel/der-affe-am-seil/1315878

    Die Lösung steht da und basiert drauf, das die Reibung Null ist. In der Theorie ist Affe und Gewicht immer auf gleicher Höhe. In der Praxis aber kann man die Reibung nicht ganz ausschalten. Selbst im All ist reibung, wenn auch nur extrem wenig. Aber ein 2qm große Fläche muss jeden Flugmeter mit 1000 Atomen rechnen die ihn treffen. In Sonnennähe sind diese Atome beschleunigend wirkend, aber irgendwann ausserhalb des Sonnensystems haben die einen anderen Richtungsvektor und können dann bremsen oder abtriften lassen.

    Theorie und Praxis. Reibung und Dämpfung ist nunmal Realität.

  5. Re: Verschränkung von Teilchen?

    Autor: ashahaghdsa 10.05.16 - 15:53

    Es gibt da zwei verschiedene Verfahren, die dennoch ähnlich funktionieren und ähnliche Probleme haben.
    Verschränkte Teilchen haben den Vorteil, dass man nach dem ersten Austausch die Glasfaser im Prinzip anderweitig verwenden kann. Theoretisch kann man "sein" Photon dann auch im Handy speichern. Praktisch sind der Speicherung und Langlebigkeit und auch der Übertragung über lange Strecken derart Grenzen gesetzt, dass die Umsetzung mit einzeln gesendeten Photonen pro (halben) bit (noch) praktikabler sind.

  6. Re: Verschränkung von Teilchen?

    Autor: ouch 10.05.16 - 21:45

    chefin schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Wie willst du Vertrauen kryptografisch erzeugen? Das geht nicht. [...]

    Ja und Nein. Ich meinte die Vertrauensmodelle die zur Authentifikation öffentlicher Schlüssel in asymmetrischen Verfahren genutzt werden. Also zB Certification Authorities bei SSL und SMIME, oder das Web of Trust im Falle von PGP

    > Du abstrahierst und legst Annahmen zugrunde oder klammerst das Problem
    > einfach aus. zB wie du die Photonen zielgerichtet sendest, Einzel

    warum sollte das ein Problem sein? Experimente mit einzelnen Photonen sind durchaus gängig, die Hardware dazu kann man kaufen. Für Photonenpaare zB bei http://idquantique.com

    > und nicht in Wechselwirkung mit irgendwas anderem tretend. In der Realität ist mir
    > kein Verfahren bekannt das Wechselwirkung ausschliesst. [...] Selbst Glasfaser
    > dämpft. Was genau heist den dämpfen? Bremst er photonen ab, so das sie
    > langsamer werden aber weiter fliegen? Das glaube ich nicht. Also heist
    > Dämpfen, das es das Photon verschluckt.

    Ich hatte an dieser Stelle erst ernst geantwortet. Stellt sich raus, das war nur Polemik von Dir.

    > Woran erkennst du nun das
    > belauschen (welches das Photon ausleitet und dabei verändert, aber nie bei
    > dir ankommen lässt) vom Dämpfen durch die Physik des Leiters.

    Photonen, die nicht ankommen interessieren nicht weiter, dieses Wissen nützt ja dem Angreifer nichts. Der Witz ist erkennen zu können, dass unterwegs das Signal gemessen wurde, und zwar nicht dadurch dass nichts mehr ankommt, sondern dadurch dass beide am Ende den selben Schlüssel haben. Dazu vergleichen Sie nach dem Austausch einen Teil des Schlüssels und werten die Fehlerrate statistisch aus um auf die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Lauschers zu schließen.

    > Du schickst
    > einfach weitere Photonen, was anderes bleibt dir auch nicht über. Sind es
    > genug, kommt auch was an. Dämpfen ist aber zufallsabhängig, nicht konstant.
    > Es ist zufall ob das Photon ein Atom trifft oder nicht und daher geschluckt
    > wird oder weiter fliegt.

    Wie gesagt, das spielt wirklich keine Rolle.

    > Die reale Physik ist nunmal nicht weg zu leugnen.

    Ja eben, die erlaubt es aber nun mal zu erkennen wenn gelauscht wird.

    > Und genau um den Unterschied zwischen der theoretischen Sicherheit und der
    > praktischen Nichtumsetzbarkeit gehts hier.

    Gut. Quantenkryptographie ist noch nicht nennenswert einsatzbereit. Das ist eben noch aktives Forschungsgebiet und tatsächlich technisch auch nicht so einfach zu machen. Das macht aber nicht das Prinzip madig. Beispiele von Grundlagenforschung, die erst viele Jahrzehnte später technisch relevant erspare ich uns hier einmal großflächig.

    > Ich hatte mal ein nettes Erlebniss, welches mir damals genau diesen
    > Unterschied sehr deutlich vor Augen geführt hat. Stell dir folgendes
    > Experiment vor: Ein Affe hängt an einem Endlosseil das um eine Rolle läuft
    > die an der Decke aufgehängt ist. Der Affe wird mit einem Gegengewicht
    > milligramm genau austariert. [...]

    Wenn man vereinfacht, gelten Ergebnisse erst mal nur für den vereinfachten Fall. Ja natürlich.

    > Theorie und Praxis. Reibung und Dämpfung ist nunmal Realität.

    Dann rechnet man eben mit Reibung und Dämpfung und Trägheitsmomenten und allem Anderen was man eben so für nötig hält. So what? Die relevanten Effete werden natürlich abgeschätzt, ausgerechnet und in die Methode eingepreist. Hälst Du die Leute für so dumm?

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