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Ist die Quantenkryptographie wirklich abhörsicher?

Seit Jahrhunderten besteht der Bedarf, vertrauliche Nachrichten zu übermitteln, ohne dass diese von Unbefugten gelesen werden können. Die Quantenkryptographie ist ein neuartiges Schlüsselverteilungsverfahren, welches im Gegensatz zu herkömmlichen Chiffriersystemen absolut abhörsicher sein soll. Aufgrund der wachsenden wirtschaftlichen Bedeutung dieser neuen Technologie ist es wichtig, sich mit der Frage zu befassen, ob die Quantenkryptographie tatsächlich so sicher ist, wie Wissenschaftler behaupten.

Dies sowie die Tatsache, dass die quantenkryptographische Schlüsselerstellung ein chaotischer Prozess ist, mithilfe derer aus einer geordneten Nachricht ein chaotischer Geheimtext und vice versa wieder eine geordnete Nachricht erstellt werden kann, veranlasste mich dazu, meine Facharbeit im Bereich Chaos und Ordnung über das Thema Quantenkryptographie zu schreiben. Da es im begrenzten Umfang der Facharbeit nicht möglich ist, auf alle Grundlagen einzugehen, wird eine grundlegende Kenntnis der Quantenphysik und der Kryptographie vorausgesetzt.

Im Verlauf der Facharbeit werden zunächst die physikalischen Grundlagen der Abhörsicherheit dargestellt und anschließend quantenkryptographische Verfahren und Methoden zur Absicherung der Vertraulichkeit erläutert. Danach werden Abhörversuche beschrieben und Prozeduren zur Abwehr dergleichen vorgestellt.

Facharbeit Quantenkryptographie von Lennart Moltrecht herunterladen

Inhalt:

1    Einleitung
2    Quantenphysikalische Grundlagen
2.1    Heisenbergsche Unschärferelation
2.2    Quantenzustände
2.3    No-Cloning-Theorem
2.4    Qubits
3    Kryptographie
3.1    Klassische Kryptographie
3.2    Vernam-Chiffre
3.3    Quantenkryptographie
4    Quantenkryptographische Verfahren
4.1    BB84-Protokoll
4.2    Technische Funktionsweise des BB84-Protokolls
4.3    E91-Protokoll
5    Abhörsicherheit
5.1    Aufdeckung von Spionen
5.2    Fehlerkorrekturverfahren
5.3    Vertraulichkeitsverstärkung
5.4    Einsatz des No-Cloning-Theorems
6    Abhörmöglichkeiten
6.1    Verschränkung durch CNOT-Gatter
6.2    Seitenkanalattacken
7    Fazit
8    Glossar
9    Literaturverzeichnis
10    Abbildungsverzeichnis
11    Erklärung

Ich wünsche viel Spaß beim Lesen!