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Titolo: Perche' usare la cifratura quantica?

Ciao a tutti,
qualche tempo fa ho letto che grazie alle caratteristiche della
crittografia quantica è possibile sapere se un messaggio è stato
intercettato e in tal caso occorre reinviarlo.
Con "intercettato" non intendo dire che qualcuno lo abbia letto, ma solo
che ci ha provato.
In verità non riuscivo a capire a cosa potesse servire una tale tecnica,
sennonche' l'altro giorno lessi che tale tipo di crittografia è usata per
scambiare le chiavi.
Acquista un senso il rimandare il messaggio se intercettato, ma ancora non
capisco l'utilità di questa tecnica.
Non è più semplice usare un algoritmo asimmetrico?
Se la crittografia quantica serve per contrastare la potenza dei computer
quantici a che serve spedire solo la chiave e poi usare algoritmi normali
per la cifratura?
Nel caso in cui cifro quanticamente il messaggio (e non la chiave) a che
serve sapere che qualcuno lo ha intercettato? Normalmente quello che è
importante è che nessuno lo abbia messo in chiaro, la codifica serve
proprio per rendere il messaggio (cifrato) inutile al nemico. 
Grazie e scusatemi se ho detto troppe bischerate.
Giubbe

 per la cifratura?
rispondo (MOLTO)brevemente... il punto non e` nella sicurezza della
trasmissione... semplicemente tu non puoi (ovviamente) sapere se qualcuno
lungo il tragitto ha provato (e magari e` riuscito) a leggere il tuo
messagio... col la crittografia quantica un qualsiasi tentativo di accedere
al messaggio cifrato altera inevitabilmente il messaggio stesso... (della
serie quantum computing in 5 linee)
--
William Maddler
http://www.personepigre.it
http://www.maddler.net

 serie quantum computing in 5 linee)
Questo l'ho capito, io mi chiedevo "a che serve?", ma forse ci sono
arrivato.
Mettiamo che io debba mandare un messaggio cifrato a te. Lo
posso scrivere benissimo su questo gruppo, tanto senza chiave gli altri
non lo decifrano, non mi importa che lo vedano criptato.
Con la crittogrfia quantica quanto detto non sarebbe possibile, ma
evidentemente non è questo lo scopo.
Se ho capito bene la cifratura quantica si preocupa di "nascondere" il
messaggio, nel senso che il nemico mai potrà leggere il testo cifrato
(ma è necessario cifrarlo?). Quindi dalla sicurezza dell'algoritmo si
passa alla sicurezza del trasporto, anche se la seguente tua frase mi
lascia perplesso
 "il punto non e` nella sicurezza della trasmissione"
L'idea è: visto che con i computer sempre più potenti prima o poi apro
tutto allora l'unico modo per impedire la lettura dei miei
segreti è impedire al nemico di avere il testo cifrato. Ho inteso bene?
Però, mi vengono altri dubbi.
Perchè trasportare solo le chiavi e non l'intero messaggio? Il problema
del trasporto delle chiavi non era già stato risolto con gli algoritmi
asimmetrici? 
Chi mi assicura che il nuovo invio non sia nuovamente intercettato? Non
potrebbe il nemico impedirmi di comunicare con i miei alleati?
E' possibile che il nemico possa ottenere una copia cifrata del messaggio,
oppure qualsiasi tipo di intercettazione porta un'alterazione? Mi chiedo
questo perchè il leggittimo destinatario può leggere il messaggio senza
alcuna alterazione.
Grazie, ancora
Giubbe

 alcuna alterazione.
è possibile solo se ha già la chiave giusta, il che sarebbe alquanto 
scoraggiante... il problema allora è da un'altra parte.

dissident wrote:
~:$/usr/bin/snip --all
dimenticavo: 
http://www.enricozimuel.net/documenti.asp?Cat=10
e verso la fine ce n'è uno in italiano, una guida di introduzione in cui 
si parla anche di attacchi.

 il problema allora è da un'altra parte.
Cioe?
Grazie per i link, me ne sono scaricati due, ma mi sa che mi veranno
ancora più dubbi di quelli che già ho.

Ciao,
premetto che non sono un "guru" di crittografia, ma cercherò lo stesso di
spiegarti qualcosa.
Innanzitutto: perchè scambiarsi le chiavi e non utilizzare un algoritmo
asimmetrico?
Semplice: nessun algoritmo è *matematicamente* sicuro al 100%, tutti prima o
poi saranno rotti. A questa regola fa però eccezione l'algoritmo OTP (one time
pad): esso è *matematicamente* sicuro al 100%. Per spiegarti questa
affermazione, dovrei ricorrere ad una rigorosa dimostrazione matematica (e non
ne sarei nemmeno in grado), per cui fidati.
Il problema è che, a differenza degli algoritmi asimmetrici, con l'OTP bisogna
scambiarsi la chiave (e ovviamente questo deve essere fatto attraverso un
canale sicuro, perchè se l'attaccante entrasse in possesso della chiave
potrebbe decrittare il messaggio).
E qui entra in gioco la crittografia quantistica: se non posso impedire che la
mia chiave venga intercettata, posso però avere un sistema che si "accorge" se
la chiave è stata o meno intercettata: se questa viene intercettata, la "butto
via", ne genero un'altra e la rispedisco. Quando lo scambio avviene senza
intercettazioni, posso spedire il messaggio attraverso un canale insicuro,
senza preoccuparmi che venga intercettato, infatti sto usando l'algoritmo OTP
che è *matematicamente* sicuro al 100%.
A questo punto c'è un altro concetto da sottolineare: la crittazione
quantistica non ha nulla a che vedere con i computer quantici, ma riguarda
UNICAMENTE il modo di scambiarsi la chiave.
I computer quantici (se e quando verranno costruiti con un numero di qubit
sufficiente) potranno rompere *qualunque* algoritmo di quelli _attuali_ (che
si basano sulla complessità computazionale, ovvero sull'enorme numero di
chiavi da provare: in pratica è come avere uno di quei lucchetti con la
combinazione, con combinazioni possibili da 00000 a 99999; se le devo provare
tutte a mano impiegando 10 secondi a combinazione ci tengo una vita, ma avendo
un"superuomo" che riesce a provare _contemporaneamente_ tutte le 100.000
combinazioni possibili ci tengo solo 10 secondi). Neppure un computer quantico
è però in grado di decifrare un messaggio OTP.
Spero di essere stato chiaro e ti consiglio un libro non molto tecnico che
parla anche di crittazione quantistica: Simon Singh; Codici e segreti; ed.
BUR.
Ciao,
Gio

 che è *matematicamente* sicuro al 100%.
Grazie!
Ora è un po' più chiaro. Mi restano un dubbio.
Ho risolto quello della corretta lettura dei due amici che si scambiano il
messaggio, in verità devo ancora capire bene, ma ho comunque trovato
informazioni.
Quello che non mi è chiaro è se è possibile per il nemico intercettare
tutte o comunque la buonissima parte dei messaggi. In tal caso non
potrebbe impedire una corretta corrispondenza visto anche che il OTP può
essere usato una volta sola?
Grazie, ancora
Bye

 Ora è un po' più chiaro. Mi restano un dubbio.
Me ne è venuto un altro. Visto che il OTP è grande quanto il messaggio
da cifrare e visto che la crittografia quantistica (scusate, avevo sempre
scritto in modo errato) dà l'assoluta (o quasi) sicurezza del trasporto
non si potrebbe spedire direttamente il messaggio?
Grazie, Giubbe

 ha scritto:

Ma non è assolutamente vero che la crittografia quantistica dà l'assoluta
sicurezza del trasporto!
La crittografia quantistica, al contrario, permette ad un attaccante di
interpretare correttamente circa il 50% dei dati che vengono scambiati[1].
Però, nel caso ci sia qualcuno che intercetta, chi invia e chi riceve i dati
si accorgono che qualcuno li sta intercettando.
Ciao,
Gio
[1] Nota che è comunque un passo avanti: i metodi di trasporto attuali
permettono di interpretare correttamente il 100% dei dati che passano.

 essere usato una volta sola?
Non ho ben capito la domanda, ma se intendi chiedere se un attaccante può
disturbare la comunicazione, la risposta è: sì, può disturbarla, nel senso che
costringe chi si scambia i messaggi a cambiare canale di comunicazione
(d'altronde, almeno attualmente, la crittografia quantistica prevede un
collegamento diretto tra due entità con un cavo ad altissima tecnologia
studiato ad hoc: se l'attacante è in grado di intercettare il cavo è anche in
grado di renderlo inutilizzabile).
In ogni caso chi si scambia i dati si accorge della manomissione, per cui può
esserci una mancanza di informazioni, ma non un fraintendimento.
Ciao,
Gio

 Gio
sono stato qualche giorno in vacanza e perciò non ho risposto a giubbe, 
ma se lo avessi fatto, e avevo in realtà già cominciato avrei (voluto, 
almeno) detto le stesse cose... e consigliato lo stesso libro; al 
momento non ce l'ho sotto mano, ma credo che il disegno con la ferritoia 
orizzontale e verticale possa chiarire molto del funzionamento.

 scambiati[1]
Questo non lo avevo capito. Ora è chiaro perchè si scambiano la chiave,
un messaggio intercettato al 50% può essere letto, la chiave diventa
inservibile.
Grazie di tutto.
Giubbe

 disturbare la comunicazione, la risposta č: sě, puň disturbarla,
Si hai capito benissimo. 
bye

 non si potrebbe spedire direttamente il messaggio?
Se spedisci la chiave OTP e questa viene intercettata, te ne accorgi e
non invii il messaggio cifrato.
L'attaccante non se ne farebbe nulla di una o più porzioni di quella
chiave OTP, da sola.
Crei una nuova chiave OTP e ti accerti che questa arrivi integra, senza
subire intercettazioni, prima di inviare il messaggio cifrato con quella
nuova chiave, anche su canale non sicuro.
Se, invece, mandi il massaggio e questo viene intercettato, ormai la
frittata è fatta...
C'è differenza, tra la garanzia che un messaggio "non sia stato
intercettato" e la sicurezza che questo "non possa esserlo".
Ciao,
un TJL73 e le sottili differenze...
-- 
"C'e` rimedio? Allora perche' ti preoccupi?"
"Non c'e` rimedio? Ed allora perche' ti preoccupi?"
                                                          -- SP (Toccio)

 via", ne genero un'altra e la rispedisco.
Mi viene solo un dubbio...
Come posso accertarmi che non si crei la situazione del
man-in-the-middle?
Spiego meglio...
Se un attaccante intercetta *tutta* la chiave, la interpreta e la
ritrasmette *integra*, come ci si fa ad accorgere che questa non è stata
intercettata?
Non intendo dire che l'attaccante "sniffa" la chiave, ma la riceve, la
memorizza, la ricrea e la invia a destinazione, quantisticamente.
Come avviene l'autenticazione/verifica che mittente e destinazione siano
quelli reali?
Provo con un esempio:
                 ok
A ============= B        Trasmissione pulita
___________________________________________________
        C
        ^
        |        ok
A ============= B        Intercettazione classica
___________________________________________________
        C
        ^
        |        KO!!
A ============= B        Intercettazione quantistica
___________________________________________________
        C
     /R-M-S\
    /       \    ok
A ==    X    == B        Intercettazione quantistica trasparente
(R-M-S = Received - reMade - reSent)
Cosa mi sfugge?  C'è forse un sistema per fare in modo che il canale di
trasmissione sia "sicuro" o "autenticato", in modo che A abbia garanzia
della reale identità di B e viceversa?  In questo caso, a cosa serve la
crittografia quantistica?  L'autenticazione avviene mediante
crittografia a chiave pubblica?  Questo e altro, su "ICSC" del prossimo
mese.  ;oP
Ciao,
un TJL73 che ha ancora qualche dubbio...
-- 
"Se lei si spiega con un esempio, non capisco piu` niente."
                                                        -- Ennio Flaiano

 intercettato" e la sicurezza che questo "non possa esserlo".
Si, grazie. Ora mi č tutto piů chiaro.
bye

 intercettata?
Il tutto si basa sulla polarizzazione dei fotoni. In base alla leggi
quantistiche, non è possibile misurare la polarizzazione dei fotoni senza
cambiarla. Inoltre, bisogna anche conoscere a priori delle informazioni sulla
polarizzazione per poterla misurare correttamente.
Se un MITM (Eva) provasse a estrarre i fotoni dal "cavo" che collega Bob e
Alice, misurarne la polarizzazione e poi reimmetterli nel cavo, incasinerebbe
tutto, ottenendo solo informazioni incomplete sulla polarizzazione dei fotoni.
Lo stesso problema si presenta a Bob che riceve i dati da Alice. Ma Bob prima
prova a misurare la polarizzazione segnando i risultati dell'esperimento, poi
chiama Alice e le comunica parte dei risultati. In questa fase Bob ha
sbagliato a misurare la polarizzazione di circa il 50% dei fotoni.
Alice, unendo le informazioni sulle misurazioni di Bob con le informazioni
sulla polarizzazione dei fotoni (che lei possiede, perchè li ha polarizzati
lei) può dire a Bob quali delle misurazioni fatte da Bob sono giuste
e quali sbagliate: le misurazioni giuste verranno usate per costruire la
chiave OTP.
Da notare che questa comunicazione può avvenire anche su un canale
insicuro, perchè le informazioni che Bob e Alice si scambiano sulla
polarizzazione dei fotoni sono parziali.
Cosa succede se Eva ha intercettato i fotoni?
Eva provando a misurare la polarizzazione dei fotoni l'ha modificata, per
cui i risultati degli esperimenti di Bob sono incoerenti: Alice deduce che la
comunicazione è stata intercettata e lo dice a Bob.
Cosa succede se Eva ha intercettato i fotoni e ha intercettato anche la
successiva comunicazione tra Bob e Alice?
Nulla perchè le informazioni che Bob e Alice si scambiano sono parziali e non
consentono ad Eva di ricostruire la corretta polarizzazione dei fotoni.
Spero di essere stato abbastanza chiaro, anche se l'argomento è complesso. Una
buona spiegazione la trovi sul "solito" libro di Singh.
Ciao,
Gio
P.S. Ehi, mi è venuto in mente il punto debole di questo sistema! Se Eva, dopo
aver intercettato Alice, la chiama e si finge Bob???

 Se Eva, dopo aver intercettato Alice, la chiama e si finge Bob???
Mi sa che le servirà una buona cura di ormoni...  ;oDDD
Però, non è impossibile...
Grazie della spiegazione.
Ciao,
un TJL73 quanticamente confuso... ma molto meno di prima...
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