Bessere Lichtquelle für Quantenkryptografie

Forschung & Wissenschaft Forscher des Paul-Drude-Instituts haben eine Quelle entwickelt, mit der sie einzelne Photonen in hoher Wiederholrate und in geanau definierten zeitlichen Abständen versenden können. Sie nutzen dazu akustische Oberflächenwellen. mehr...

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"...lassen sich Informationen abhörsicher verschlüsseln. Das beruht auf quantenmechanischen Gesetzen, wonach man die Eigenschaften eines Photons nicht messen - und es somit nicht abhören - kann, ohne genau diese Eigenschaften zu verändern. ..."

und

"...haben jetzt eine Quelle entwickelt, mit der sie einzelne Photonen in exakt definierten Zeitabständen und mit einer hohen Wiederholrate aussenden können..."

Was ich aber nicht verstehe ist: ich kann nicht abhören/messen ohne zu stören - soweit, so klar - Wenn das Signal aber sehr oft und in "...sehr gleichmäßigen Abständen..." wiederholt wird, recht es mir doch "Stichproben" zu nehmen, um das Gespräch doch abzuhören. Durch die vielen Wiederholungen müsste die/das Information/Gespräch doch trotzdem übertragen werden. Wo ist mein Denkfehler???
 
@Unbekannter Nr.1: Ganz einfach schneide von einer Audiokasette ein Teil des Bandes raus und klebe es an den Schnittstellen wieder zusammen. Wetten du merkst den Unterschied :)
 
@Unbekannter Nr.1: Guter Mann, der Punkt der "abhörsicheren" Sache ist der, dass du sobald du lauschst, die Daten die du belauschen willst veränderst. Was im Endeffekt bedeutet, dass du nicht lauschen kannst!
Ich hoffe es ist klarer geworden.
 
@KROWALIWHA: Wenn ich aber ganz viele identische Audiokassetten habe (Photonen in hoher Wiederholrate)... oder anders: Sagen wir 10 (viele) Photonen haben die selbe Information, dann könnte ich bspw. Eines messen und wüsste was los ist. Die anderen 9 passieren ungehindert. Auf der Empfängerseite kommt das Signal mehr oder weniger unverfälscht an (9 von 10 Photonen mit der selben Info). Das heißt die Nachricht wird übertragen. Es ließe sich vielleicht noch feststellen das halt nur 9 von 10 Photonen gleich waren und einer verändert. Dann stellt sich aber die Frage: Wurde man wirklich abgehört oder gab es andere Einflüsse? Wie Störsicher ist so eine Verbindung?
 
@Zephiris: Und wie kann dann der richtige Empfänger, für den die Nachricht ist empfangen/lauschen ohne die Daten selbst auch zu verändern?
 
@Unbekannter Nr.1:
Es ist dementsprechend abhörsicher, da du sobald man ein Photon abfängt sich dieses komplett verändert, sprich die übermittelte Botschaft (vereinfacht gesehen) einfach löscht. Da bringt es dir auch ncihts, wenn du 3000 Photonen abfangen kannst. Die Gewonnenen Daten wären einfach kauderwelsch, da sich dann zB ein A einfach zufällig ind zB ein G verwandelt.
MfG
 
@Unbekannter Nr.1: Mit jedem "Teilnehmer" ändern sich die Bedingungen.
Eine korrekte Übertragung ist nur zwischen A & B möglich.
Klingt sich C ein, so verändert C die Daten.
Aber C kann sich auch nicht als A ausgeben, weil dann andere Bedingungen herrschen.
 
@Unbekannter Nr.1: So wie ich das verstehe, kann es prinzipiell schon abgehört werden. Dadurch dass sich die Photonen dann aber ändern, wird das sofort bemerkt und dadurch könnte dann der Datenfluss abgebrochen werden.
 
@DaLooosa: Falsch, es kann nicht abgehört werden, da das Abhören selbst die Daten verändert. Messen hat im Allgemeinen immer eine Veränderung des Systemes die mit einhergeht. Bei Photonen ist diese Änderung aber dermasen groß, das sich mit extrem hoher Wahrscheinlichkeit sagen lässt, dass die Daten falsch sind. Man kann es sich sehr gut an einer Stromstärkenmessung vorstellen: Wenn das Amperemeter im Stromkreis ist, hat dieses einen geringen Widerstand und verändert somit schon das Ergebnis. An alle Leute die etwas mehr von Wissenschaft als ich verstehen: Bitte nicht lynchen, soweit ich weiss trifft eben dieses Prinzip des Messens bei Photonen zwar auch zu, aber es kommt glaube ich auch noch ein anderer Effekt dazu.
 
@Unbekannter Nr.1: Das du keine Stichproben nehmen kannst ohne die eigentschaften zu Verändern?
 
@qa729: Das ist doch, was ich geschrieben hab. Abhören (messen) kannst du die Photonen vorerst. Dadurch, dass du sie abhörst, verändern sie sich aber, was der Empfänger dann bemerkt und die Übertragung abbrechen oder neustarten kann (siehe auch [o3] [re:1]). Zumindest beim Abhörer (doofes Wort) müssen die Daten aber korrekt sein, sonst würden sie ja beim eigentlichen Empfänger auch nicht in Ordnung sein. Das heißt, sie werden erst nach dem "Betrachten" verändert. Jetzt richtig?
 
@DaLooosa: Falsch, beim Abhörenden müssen sie nicht richtig sein, sie kommen nur beim Empfänger richtig an, das ist eben das Besondere an den Photonen. Jede zusätzliche Messstelle verändert deren Eigenschaften derart, dass nichts mehr verwendbar ist. Die Daten sind sobald man misst, schon falsch, weil eben genau das Messen diese Daten beeinträchtigt. Und Betrachten heisst zeitgleich Messen. Wenn man die Datenleitung abhört macht man ja nichts anderes als eben zu messen was genau dort vor sich geht. Betrachten heisst nur das Ganze eben zusätzlich für den Menschen bildlich darzustellen, trotzdem ändert es nichts an den Daten (Wobei es auch dort Aussnahmen gibt, da man zum Betrachten wiederum Licht braucht und auch dieses Materialien beeinflussen kann).
 
www.10245.de
 
@qa729: Der Empfänger misst aber nach Deiner Definition auch und müsste demnach die Photonen verändern. Somit würden die Daten nie korrekt ankommen. Siehe http://tinyurl.com/yfkeqvp
 
@DaLooosa: qa729 hat recht. sobald einer lauscht, verändert er die daten. d.h. er lauscht zwar, aber unter umständen lauscht er schon von anfang an etwas falsches, da er die daten durch dieses lauschen/messen eben schon ändert. interessierte können ja nach "Doppelspaltexperiment" bei google für detaillierte beschreibungen googlen. :) ziemlich interessant.
 
@DaLooosa: Der Empfänger misst auch, das stimmt so! Aber die Daten werden erst ab einem zweiten Messenden soweit verändert, dass sie nutzlos sind! Das Ganze kann man sich recht gut mit eben wieder elektrischen Leitern vorstellen: Man misst an einem Punkt eines elektrischen Kreises die Stromstärke. Misst man nun auch an einem anderen Punkt, verändert sich an beiden Punkten das Messergebniss! Bei den Photonen läuft es eben darauf hinaus, dass man weiss nach welchem Muster die Daten gesendet werden, und diese nur wenn man genau dieses Muster kennt, nicht verändert werden. Ein zweiter Messender würde die Daten zwangsweise schon beim Messen verändern. Letztendlich läuft es darauf hinaus, dass dieses System einfach extrem abhörsicher ist, aber wenn jemand das "Passwort" kennt, auch dieses System scheitert :)
 
@qa729: Hmm na gut. Hab zwar das Gefühl, dass Du Dir in Deinen beiden letzten Posts selbst widersprichst, aber komm auch grad ausm Urlaub. Danke trotzdem!
 
@all : Ihr versucht die ganze Zeit das Pferd von vorn am Schwanz zu packen. Um zu erklären wie die Abhörsicherheit zustande kommt muss man den leuten erstmal mitteilen wie das Grundprinziep der Quantenkryptographie ist.
Also bei der Quantenkryptographie werden zu erst einmal Die Wellen eigenschaften eines Photons genutzt. Diese Welle kann 0 und 1 im Binärensystem kodieren in dem sie Senkrecht oder Waagerecht schwingt. [Bildlich wie ein +] Aber und jetzt kommen wir zur kryptographie, die Welle kann 0 und 1 ebendso kodieren in dem die um 45° gekippt von der Senkrechten oder Waagrechten schwingt. [Bildlich wie ein X]
Ergo wir haben 2 Möglichkeiten 0 zu kodieren als auch 2 Möglichkeiten 1 zu kodieren. Nun zum Vorgang der Datenübertragung, der Einfachheit halber benutze ich abkürzungen. Einmal steht A für die Schwingungsrichtung ind der Senk- bzw. Waagerechten und Zweitens steht B für die schwingung 45° gekippt von der Senk- bzw Waagerechten.
Der Sender verschlüsselt in unserem Fall 4 Photonen indem er für das erste Phton den A-Sender mit der entsprechen Schwingungrichtung wählt für das zweite den B-Sender für das dritte auch den B-Sender und für das vierte den A-Sender [kurz: ABBA]. Der Empfänger der vorher gesagt bekommen hat wie der Sender verschlüsselt stellt dementsprechen als erstes einen A-Empfänger als zweites einen B-Empfänger als drittes eine B-Empfänger und als letztes einen A-Empfänger auf. [Kurz: ABBA]
Dies ist wichtig den würde der Empfänger einem A-Sender (Senkrecht: Waagerecht) einen B-Empfänger ( 45° gekippt) gegenüber stellen würde das Photon was Senkrecht bzw. Waagrecht (Bildlich wie ein +) schwingt beim auftreffen auf den B-Empfänger (Bildlich wie ein X) in eine der Beiden Gekippten (Diagonalen) Schwingungrichtungen "Quetschen" und dabei seine Ursprüngliche Schwingungsrichtung verlieren, wobei die warscheinlichkeit in welche der beiden gepitte/diagonale Schwingungsrichtung das Photon springt bei 50% oder 1zu1 liegt.
Das heißt wiederum das ein 50%tiger Datenverlusst besteht.
Weil Photonen nicht reproduktiv sind kann man nicht herrausfinden wie das Photon ursprünglich geschwungen ist was zum unwiederbringlichen Datenverlusst führt. Zurück zum Beispiel und dem Beweis der Abhörsicherheit. Der Sender sendet mit der verschlüsselung [ABBA] nun kommt der Spion welcher die Verschlüsselung nicht kennt und stellt seine Empfänger beliebig auf z.B. [ABAB]. In diesem Fall wird das erste und das Zweite Photon richtig erkannt, da ein A-Sender einem A-Empfänger gegenüber liegt und einem B-Sender ein B-Empfänger, und kann mit der richtigen Information 1 oder 0 vom Spion zum Empfänger übertragen werden. Das dritte Photon jedoch wird jedoch von seiner eigentlichen Schwingungrichtung beim auftreffen auf den Falschen Empfänger in seiner Schwingungsrichtung verändert und gibt so dem Spion ein zu 50% ein falsches Signal und zu 100% setzt der Spion beim weiterschicken der Information an den Empfänger einen falschen Sender ein d.h. der Empfänger bekommt auch zu 50% ein falsches Signal. Was ja eigentlcih nicht seien kann da der empfänger ja von Sender die aufstellung der Richtigen Empfänger [ABBA] bekommen hat, also weis er automatisch das die leitung abgehört wurde. !!!!Die abhörschicherheit besteht also darin das Photonen nicht reproduktiv sind d.h. der Spion merkt garnicht das er einen Falschen Empfänger hat, beim aufstellen eines Falschen Empfängers zu 50% eine Falsche Information erhalten wird [0 statt 1 oder 1 statt 0] und das der Empfänger durch Fehlsignale, die nicht auftreten dürften da er ja die richtige Aufstellung hat, weiß das ein Spion zwischen ihm und dem Sender hängt.!!!! Ja ganz kurz wurde es nicht hoffe es kann wnigstens irgend jemand meinem Gedankengang Folgen.
 
@MMc: Vielen Dank für die ausführliche Erklärung. Endlich mal einer mit Sachverstand. Dafür ein (+).
 
@MMc: TOP erklärt, vielen Dank! Ich habe es nähmlich versucht anhand der "Heisenbergschen Unschärferelation" zuverstehen, was mich dann vor das Problem stellte wie der Empfeänger die Information korrekt empfangen soll. Nach deiner Erklärung ergibt das mehr Sinn :)
 
@MMc: Got it. Thanks! (+)
 
@MMc: Danke für die ausführliche Erklärung :)
 
Labet Euch an dieser erfrischenden Quelle: http://tinyurl.com/yzp7pk4
 
@DaLooosa: Quelle ist immer gut! :D Leider hat sich das bis WinFuture noch nicht herumgesprochen. Ist sozusagen journalistisches Neuland für sie.
 
@~quelle~: Was ist neu daran, das es Pressemitteilungen gibt? Klugscheißerle was? *g*
 
@ckahle: Darf man solche Pressemitteilungen eigentlich 1:1 kopieren, auf seine Seite stellen ohne die Quelle anzugeben und sich dann noch als "Autor" druntersetzen? Na gut, ein Absatz wurde weggelassen, aber trotzdem. Wie wärs denn mal mit einem zusätlichen Feld in dem Bereich wo der Autor steht, welches dann "Quelle" genannt wird?
 
@DennisMoore: Darf man nicht nur, sie werden genau dafür herausgegeben. Das hat Vorteile für beide Seiten: Dem Redakteur wird die Arbeit erleichtert und die Chance steigt, dass jemand sein Anliegen publiziert bekommt. Es liegt allerdings in der Verantwortung des Redakteurs, darauf zu achten, dass es keine Produktwerbung oder ähnliches ist und wenn nötig halt entsprechende Änderungen und Nachrecherchen zu machen. Nebenher... lies den Artikel richtig, die Quelle ist sehr wohl angegeben.
 
@ckahle: Ich find den Abschnitt wo die Quelle steht nicht. Kann es sein, dass es nur in Metainformationen steht? ^^ Fände es trotzdem nett wenn es generell für News ne separate Quelleanangabe unter dem Artikel gäbe.
 
@DennisMoore: "Sie berichten darüber in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins 'Nature Photonics'."
 
@ckahle: Das wollte ich damit sagen und nicht etwa klugscheißern! Auch geht es keineswegs um diese News, sondern sollte eine allgemeine (aber nicht bösgemeinte), möglicherweise leicht überspitzte Kritik sein. Übrigens habe ich meinen Benutzernamen hier genau aus dem Grund gewählt - ich bin schon ein Quellen-Leser und lese die Sachen, die mich interessieren, auch gerne im Original. Bei anderen News-Seiten (auch aus der Sparte Computer-News) geht es doch auch! Dort steht unter der News das Wort Quelle, ein Doppelpunkt und dann der Link zur Original-News, zum Hersteller, zur entwickelnden Forschungseinrichtung usw. Ich fänd's gut, wenn Ihr das auch einführen würdet. Danke.
 
@~quelle~: Das wurde kürzlich schon mal diskutiert und letztlich aus unterschiedlichen Gründen abgelehnt. Wäre jetzt etwas zuviel, das hier alles zu erklären. Aber die Entscheidung steht: Die Quelle kommt in den Artikel selbst, nicht in einen Extra-Bereich.
 
@ckahle: Ach, das soll die Quellenangabe sein? Hätte eher unter den Artikel geschrieben "Quelle: Presssemitteilung des ...", aber nicht so quasi im Nebensatz. Aber da sowas ja aus "unterschiedlichen Gründen" nciht gemacht wird.... Naja, auch wurscht.
 
Etwas wirklich abhörsicherers gibt es nicht, denn sobald es einen Empfänger gibt, kann auch ein Abhör-Empfänger gebaut werden. Vielleicht bedarf es mehr Aufwand, aber sobald eine Nachricht, egal ob Sprache oder Daten, übermittelt und irgendwo empfangen wird, kann man auch etwas dazwischen schalten.
 
@EL LOCO: Richtig, aber in diesen Fall merkt B das was nicht stimmt und kann A anweisen, den Datenstrom abzubrechen.
Ein Proton mach noch keine Nachricht.
Zumal das abgefangene Proton keinen sinnvollen Inhalt hat...
Zitat aus Wikipedia:
Der Vorteil der Quantenkryptografie gegenüber klassischen Verfahren zur Schlüsselverteilung besteht darin, dass die damit erreichte Sicherheit auf absoluten, physikalischen Gesetzmäßigkeiten beruht und nicht auf Annahmen über die Leistungsfähigkeit von Computern und Algorithmen oder über die Verlässlichkeit von Vertrauenspersonen. Die Sicherheit der verschiedenen Verfahren der Quantenkryptografie entsteht dadurch, dass ein Angreifer, der die Schlüsselübertragung abhört, bemerkt wird. Stellt man fest, dass die Übertragung belauscht wurde, verwirft man (in der Praxis bei Überschreiten eines Toleranzwertes) den übertragenen Schlüssel und beginnt die Schlüsselerzeugung und -übertragung neu. Quelle: bei Wikipedia: http://tinyurl.com/yfkeqvp
 
Was muss ich studieren, dass ich auch an quantenmechanischen Projekten forschen kann? :D
 
@windaishi: mit physik liegt man wohl nicht falsch ^^ dazu noch nen schuss mathematik :-)
 
@moniduse: der schuss mathematik gehört bei physik eigentlich immer dazu :)
 
@windaishi: Quantenmechanik wär nicht schlecht.
 
Das ganze funktioniert auf Basis der verschränkten Quanten und ist daher ABSOLUT abhörsicher, denn wenn ein Quantenteilchen (Alice) die Superposition verlassen hat aufgrund einer Messung nimmt automatisch dessen geschwisterteilchen (Bob) diese Information in "realzeit" auf. Wird nun dieses teilchen wiederum von einem nichtauthorisierten Mithörer "gemessen" also empfangen, so verändert sich der Wert beider verschränkten Quanten und ist somit nicht mehr (sinnvoll) lesbar, und so eben auch indirekt vom Sender als auch direkt vom echten Empfänger zu bemerken. Die Quantenphysik unterscheidet sich in der Hinsicht vom Binären System, das es nicht nur 1, 0 oder den unbestimmten Zustand eines Binäresystems gibt, sondern 1, 0, 01 und 10. So wie ich das verstanden habe, denn ich bin kein Physiker sondern nur interessierter Physikdokus angucker, stellen letztere beiden die Superposition (Quantenbit) dar, welche nur dann gegeben ist, wenn nicht gemessen wird.
 
News ist nun schon 2 Tage alt und wenn man den Text schon einfach nur kopiert ,kann man auch nen Link zur Quelle machen.
 
verstehe ich nicht! man mus ja ehrlich bleiben :o)
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