3.2 Проблемы и нюансы протокола bb84 и квантовой криптографии в целом.
Разобравшись с принципом работы современной криптографии, можно наконец перейти к её изъянам. Квантовая криптография, как и протокол BB84, на которой она основана, имеет в себе кроме положительных, также отрицательные стороны. Данные проблемы носят как физический, так и расчетный характер.
Первая проблема носит физический характер. Использование в качестве линии передачи оптоволоконного кабеля ограничивает расстояние до 100 километров и до 200–250 в лаборатории. Причина — потеря фотона из-за не идеальности оптического волокна (Нити из оптически прозрачного материала, используемой для переноса света внутри себя посредством полного внутреннего отражения)8. Для решения этой проблемы необходима разработка более усовершенствованного оборудования, дабы сохранить состояние фотона в целостности.
Вторая проблема носит математический характер. Расчет движения квантовой частицы предполагает, что частица движется по всем возможным «альтернативным траекториям», т. е. в режиме суперпозиции (Допущение, согласно которому результирующий эффект нескольких независимых воздействий есть сумма эффектов, вызываемых каждым воздействием в отдельности). Суперкомпьютеры, рассчитывающие движения миллиардов звезд, не способны смоделировать взаимодействие более двух десятков квантовых частиц9. Решением проблемы станет создание квантового компьютера, который сможет решать вычислительные задачи, неподъемные для классических суперкомпьютеров, но парадокс заключается в том, что создание квантового компьютера – также является проблемой, над которой бьются ученые 21 века.
Третья проблема основана на необходимости приведения фотонов во взаимодействие. Основа логики на взаимодействии битов и их изменении (на 0 или 1) при выполнении условного оператора слабо изучена в мире квантовых частиц, сверхмалый размер, большие скорости и дуализм которых позволяют фотонам практически не замечать друг друга. Более того, решение именно этой проблемы приблизит создание «квантового компьютера», появление которых, эксперты ожидают в ближайшие 15–20 лет10.
Подводя итог всему вышеизложенному, можно сделать вывод, что квантовая криптография имеет свои изъяны, но, несмотря на это, она остается самым перспективным направлением в области информационной безопасности. Можно предположить, что в ближайшее время проблемы постепенно начнут решать по средствам совершенствования и изобретения новых технологий. Тогда квантовая криптография начнет массово заменять все предшествующие ей системы шифрования и безопасности.
Заключение
Как мы поняли, квантовая криптография, в отличии от обычной криптографии (или как ее называли раньше – стеганография), появилась относительно недавно, но уже успела показать себя, как метод кодирования информации, который в будущем заменит остальные системы безопасности. Конечно, для этого необходимо избавиться от проблем и недостатков такого способа защиты и передачи информации. Но зная, как быстро развиваются технологии в наше время, уверен, что эти проблемы будут исправлены очень скоро.
За время существования уже успели разработать множество протоколов, которые так или иначе связаны с первоначальным протоколом BB84. Причем рассмотрели мы лишь несколько из таких протоколов. На самом деле их ещё больше, чем изложено в содержании этого текста. Но как было сказано выше, все они основаны на BB84, следовательно, можем предположить, что основополагающая система с Алисой, Бобом, Евой, двумя каналами связи и фотонами, несущими информацию, останется практически неизменной. Значит для системы квантовой криптографии всегда будет справедлива данная схема на рис. 3
Рисунок 3 - Как работает квантовая криптография
Квантовая криптография – величайшее открытие в эпоху, когда информация имеет огромную ценность. История данной системы на этом не оканчивается, а только начинается. В будущем мы увидим, до какого этапа разовьется квантовая криптография, какие новые протоколы будут разработаны. А также увидим, действительно ли верна моя мысль о том, что квантовая криптография всегда будет основана на протоколе Жиля и Чарльза – BB84, или же появится совершенно новый протокол, не вытекающий из первоначального протокола квантовой криптографии.