量子暗号のしくみ

Oct 23 2007
スイス国民は最近、議会選挙の票を投じました。これは、光子を使用して投票データをエンコードおよびデコードする方法である量子暗号を使用して送信されました。
スイスのジュネーブ州で行われた投票は、量子暗号によって初めて保護されました。

人が投票した後も同じであるという考えは、どの民主主義においても非常に真剣に受け止められています。投票は市民の権利であり、私たちに代わって重要な決定を下す人々を選択する方法です。投票用紙の安全性が損なわれると、個人がリーダーを選ぶ権利も損なわれます。

米国や他の国々では、歴史を通じて投票が改ざんされた例がたくさんあります。投票は失われ、死者はなんとか投票結果に表示され、時には投票が集計されたときに変更されることさえあります。

しかし、うまくいけば、数えられる途中でフロリダの裏道で紙の投票用紙が失われる日はすぐになくなり、21世紀初頭からのシットコムの再放送でぶら下がっているチャドはあいまいな冗談になるでしょう。言い換えれば、私たちが投じた投票はすぐにはるかに安全になる可能性があります。

投票を保護する方法の1つは、投票が選挙区から中央の投票所に移され、そこで集計されるときに、投票へのアクセスを制限することです。そして、これはまさにスイス人が調査していることです。中立性で最もよく知られている国は、量子暗号の研究の最先端にあります。しかし、従来の暗号化手法(情報やメッセージのエンコードとデコード)とは異なり、量子暗号化は数学ではなく物理学に依存しています。

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スイスのメーカーであるIdQuantiqueが開発したマシンを使用して、2007年10月の議会選挙中にスイスのジュネーブ州で投じられた投票は、光子を使用して生成されたキー(小さな質量のない光のパケット)によってエンコードされた安全な暗号化を使用して送信されました。この方法では、数学ではなく物理学を使用してデータの暗号化に使用されるキーを作成するため、数学を使用して解読される可能性はほとんどありません。言い換えれば、ジュネーブの市民による投票はこれまで以上に保護されています。

Id Quantiquesの量子暗号化は、このような手法の最初の公的な使用法です。さらに、それは量子暗号のあまり知られていない世界を世界の舞台に押し上げました。それで、それはどのように機能しますか?それは量子物理学に基づいているので(物質科学が検出できた最小レベル)、少し混乱しているように見えるかもしれません。しかし、心配しないでください。量子物理学者でさえ、量子物理学は信じられないほど困惑していると感じています。

この記事では、量子暗号化がどのように機能するか、そしてそれが現代の暗号学とどのように異なるかについて説明します。ただし、最初に、従来の暗号化手法の使用法と制限について説明します。