Cos’è la crittografia quantistica

Ci sono diversi modi di inviare messaggi, alcuni più sicuri di altri.

La crittografia tradizionale funziona attraverso l’uso di cifrari che possono essere decifrati da persone con le giuste conoscenze per farlo. Da Giulio Cesare alla crittografia moderna, i cifrari sono stati usati per secoli come un modo per garantire la comunicazione privata.

Tuttavia, se i computer quantistici fossero sviluppati in futuro, potrebbero cambiare il modo in cui vediamo la crittografia oggi.

La crittografia quantistica usa i fotoni per inviare messaggi attraverso una distesa senza paura di intercettazione o hacking. I messaggi sono inviati sotto forma di bit che codificano stati come “1” e “0”.

È spesso fatto attraverso fibre ottiche o laser che trasferiscono certe proprietà delle particelle di luce chiamate fotoni. Queste particelle si comportano in modi strani quando vengono osservate comportandosi come particelle e onde allo stesso tempo. Questo fenomeno, chiamato dualità onda-particella, è un esempio di meccanica quantistica in azione.

La crittografia quantistica fornisce la propria forma di cifratura, attraverso la distribuzione di chiavi quantistiche (QKD). QKD utilizza bit che sono “0” o “1”, ma li manipola in stati quantistici che non sono né l’uno né l’altro fino a quando non vengono misurati.

Questi bit sono poi inviati attraverso un canale con proprietà non falsificabili per garantire la sicurezza.

Alcune di queste proprietà includono polarizzazione, angolo di incidenza, intensità e lunghezza d’onda. Utilizzando due tipi di fotoni, quelli entangled in cui un fotone è generato insieme ad un altro in modo che ciò che colpisce uno colpisce l’altro non importa quanto siano lontani l’uno dall’altro e `fotoni di correlazione che non interagiscono mai realmente l’uno con l’altro ma saranno sempre correlati perché sono stati creati insieme, possono comunicare in modo sicuro e privato.

Queste “fasi” sono utilizzate per la crittografia e la decrittografia. QKD è considerato a prova di hacking per ora; tuttavia, gli scienziati dicono che potrebbe essere possibile violare alcuni sistemi di crittografia quantistica se la tecnologia cade nelle mani sbagliate.

QKD richiede una coppia di fotoni entangled. Questo rende difficile creare coppie di queste particelle su larga scala, rendendo la crittografia quantistica sicura. La distribuzione di chiavi quantistiche è stata testata con successo su distanze fino a 143 km (89 miglia). Tuttavia, alcune aziende hanno già iniziato a testare una nuova versione su larga scala nelle città

Quindi perché ci interessa?

La crittografia quantistica potrebbe essere il futuro della sicurezza dei dati. Gli hacker avrebbero bisogno di sapere come queste particelle si comportano e interagiscono tra loro per entrare in una conversazione. Questo è molto più difficile che trovare la chiave nella crittografia tradizionale, dove tutto ciò che conta è averla per decifrare qualcosa.

Se i computer quantistici fossero sviluppati in futuro, potrebbero cambiare il modo in cui usiamo e mandiamo messaggi, dalla crittografia di oggi alla crittografia quantistica di domani.

Quando arriverà la crittografia quantistica?

Non c’è una risposta definitiva a questa domanda. Scienziati e aziende come Google e IBM (che ha recentemente acquistato una società di computer quantistici chiamata D-Wave) stanno lavorando duramente per far sì che questi progressi avvengano nel prossimo futuro.

Se riusciamo a sviluppare i computer quantistici, possiamo inviare messaggi in tutto il mondo in modo sicuro e privato attraverso reti di fotoni intrecciati. I fotoni aggrovigliati porterebbero anche a cose come il teletrasporto e la comunicazione tipo Star Trek (non il modo in cui sembrano, ma far apparire il tuo amico lontano accanto a te prima che tu te ne accorga). La crittografia quantistica potrebbe essere incredibilmente utile se fatta correttamente. Le possibilità che ne derivano potrebbero essere infinite.

Per ora, tuttavia, gli scienziati dicono che i ricercatori devono trovare un modo per immagazzinare e creare un numero maggiore di coppie di fotoni intrecciati per aumentare la dimensione delle reti di crittografia quantistica.

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