Kvantekryptografi
Kvantechifferet
Mottakeren kan nå stille inn sine polarisjonsfiltere helt likt senderens, og motta strengen med binærtall som ble sendt. En som eventuelt prøver å lytte av meldingen er nødt til å gjette på innstillingene av polarisjonsfiltrene, og er nødt til å få en rekke feil. Som eksempel, la oss si at senderen sender 0 kodet med +-metoden, og den blir sendt som (|). Lytteren gjetter ved å sette et +-filter, og vil i dette tilfellet få riktig resultat. For hvis man vet at +-metoden er brukt, vil man med 100% sikkerhet kunne gjette om man har fått riktig svar. Men hvis hun hadde valgt X-filteret ville hun ikke fått ut noe resultat, og antagelsene ville blitt feil. Et annet element som gjør dette ekstra tilfeldig er at de diagonale fotonene av og til reorienteres til horisontale eller vertikale fotoner, når de sendes mot et +-filter. Denne tilfeldigheten er det som kalles usikkerhetsprinsippet; at man aldri kan forutsi om fotonet vil reorienteres eller ikke. Men det som så blir et problem er å få fraktet nøkkelen, altså polarisjonsfilterinnstillingene, fra senderen til mottaker, slik at de begge har det samme – uten at noen andre snapper den opp. Men Charles H. Bennett og Gilles Brassard kom med en løsning for dette i 1984. Hvis senderen sender en helt tilfeldig rekke bits ved forskjellige polarisjonsfilter, kan mottaker så først bare gjette på filterinnstillingene, og bytte på bruken av + og X-filteret. Han vil etter en stund ha fått en del riktige, og en del feil. Så snakker sender og mottaker sammen, og mottaker sier hvilket filter han har brukt. Sender forteller så om han har benyttet riktig eller galt filter, men ikke hva resultatet ble. De fjerner så de filtrene som ikke var riktige, og har nå utviklet en følge av filtere som blir nøkkelen. En eventuell tyvlytter vil med sikkerhet ha gjort noen feilplaseringer av filtrene, og derfor fått feil bits i sin dechiffrering. Et annet aspekt ved kvantekryptograferingen er at man oppdager fort om kommunikasjonen avlyttes. For når lytteren fører fotonene gjennom filtrene sine kan det hende at noen av de diagonale fotonene vris når de går gjennom det rettvinklede filteret. Når mottaker da bruker rett filter vil han fortsatt få galt svar, og dette oppdager de når sender og mottaker snakker sammen og verifiserer hverandres filterinnstillinger. La oss si at vi har en blokk med 2090 bits, og sender det så over. Sender og mottaker snakker så sammen og sjekker de 90 første bitsene. Hvis noen har lyttet er de nødt til å ha fått noen eventuelle feil, og skaper så unoter i systemet som vil bli oppdaget. Hvis det ikke er noen feil i de 90 første bitsene er det svært liten sannsynlighet for at det er det i de resterende 2000 bitsene, og de har nå utviklet en engangsblokk. En engangsblokk er en helt tilfeldig nøkkel, som er like lang som meldingen. I 1988, etter mye skepsis fra andre fysikere, bygde Charles Bennet en maskin som kunne sende informasjon kryptert ved kvantekryptografering. Riktig nok bare over en avstand på 30cm, men han fikk bevist at dette var mulig å gjennomføre. De neste årene ble det så forsket på å få dette til å fungere over så lange avstander som mulig. Det ble også gjort forsøk på å sende trådløst gjennom luften, men dette var problematisk for luftmolekylene kan påvirke spinnet til fotonene. De fant så ut at fiberoptikk var det beste til å overføre slik kommunikasjon. Og nå nylig kom selskapet MagiQ ut med et system de kaller MagiQ QPN – en maskin som krypterer ved hjelp av kvantekryptografien som de selger på det kommersielle markedet. En slik maskin koster foreløpig i underkant av én million kroner. Så, med kvantekryptgrafien kan man for første gang hevde en absolutt sikkerhet. Det er ikke bare som ved de tidligere chiffere som polyalfabetisk og enigma-chifferet som har blitt hevdet ubrytelige, men en knekking av dette chifferet vil bryte med kvantefysikkens lover. Denne absolutte sikkerheten vil bli et endestopp for den årtusenlange kampen og utviklingen mellom chiffermakerne og kryptoanalytikerne. Det eneste som gjenstår er å få billigere produkter og en større brukervennlighet.