Skammtakóðun

Viðkomandi uppfinningmenn hafa þarna vissulega náð merkilegum árangri, en þó er það ekki svo gott að vinnu þeirra sé einfaldlega þar með lokið, því nú þegar eru uppi skiptar skoðanir um hvort aðferðirnar sem eiga að gera þetta "fullkomlega öruggt" séu í reynd alveg skotheldar. Skv. nokkuð vel prófuðum kenningum í ljósskammtafræði (skammtafræði ljóseinda) er þetta "óhleranlegt" á pappír þ.e.a.s. samkvæmt kenningum, en það er ekki sama og í praxís. Útfærsla svona kerfis byggir á þeirri forsendu að ekki sé hægt að hlera skammtafræðilegt ljósmerki án þess að "skemma" það þannig að réttur viðtakandi geti með ákveðnum mælingum fullvissað sig um að merkið hafi ekki verið hlerað einhversstaðar á leið sinni eftir ljósleiðarakaplinum sem það ferðaðist um.

Nýlega uppgötvaðist hinsvegar hönnunargalli í algengustu gerð ljósnema sem notaðir eru við svona merkjasendingar, en gallinn gerir að verkum að hægt er að "plata" búnaðinn með því að senda falskt merki til viðbótar hinu upprunalega sem er hlerað, og dylja þannig "mælanlegt tap" á styrk merkisins. Með því móti getur hinn rétti viðtakandi merkisins ekki lengur fullvissað sig um hvort merkjasendingin hafi verið hleruð. Það dæmi sýnir vel hversu mikið allar öryggisráðstafanir sem byggjast á tækninýjungum treysta óhjákvæmilega á hárrétta útfærslu og vönduð vinnubrögð, sem eru langt frá því að vera á allra færi, því miður. Svo er fjarri því að kenningin teljist 100% sönnuð, þó svo að engar rannsóknaniðurstöður gefi annað til kynna (so far). Það væri e.t.v. réttara að segja að yfirgnæfandi líkur eru á að hún sé mjög nærri því að vera rétt, a.m.k. til síns brúks.

Að sumu leyti er þetta mjög svipuð staða og ríkti fyrir nokkrum áratugum varðandi stærðfræðilega dulkóðun sem er nú notuð í flestöllum tölvukerfum og treystir öðru fremur á það að hugsanlegur "innbrotsþjófur" eða slíkt muni hvorki hafa tíma né þolinmæði til þess að bíða á meðan lásinn er dýrkaður. Samlíkingin hér myndi vera að skammtadulkóðun sé orðin að keppni um það hver býr til vandaðasta búnaðinn ásamt því að búa yfir sem mestu hugviti og rannsóknagetu í eðlisfræði til að sannreyna eða brjóta á bak aftur kenningar og hugmyndir manna. Dulkóðunarfræði mun e.t.v. færast að hluta úr kennslustofum í stærðfræði yfir á tilraunastofur eðlisfræðinga (sbr. CERN) þar sem vinna þeirra verður gerð að hernaðarleyndarmáli eins og ávallt á við um byltingarkennda dulkóðunartækni, sbr. þá glæsilegu vinnu sem Alan Turing skilaði af sér á tímum WWII.

Fullnægjandi útskýring á öllum hliðum skammtakóðunar er flókin og löng, auk þess að innihalda fyrirbæri sem eru "way out there" miðað við hefðbundinn ("klassískan") skilning okkar á veruleikanum og brjóta beinlínis í bága við það sem við myndum kalla "almenna skynsemi". Enn fremur þarf a.m.k. eina ef ekki tvær háskólagráður bara til að skilja stærðfræðina sem er notuð í skammtafræðinni. Ég mun því ekki fara út í þetta í lengra máli, a.m.k. ekki að sinni, en þeim sem finnst þetta áhugavert er vinsamlega bent á að fyrir utan það að vera hinir mestu nördar þá getið þið fundið fullt af upplýsingum um þetta með Goggle: "Quantum Cryptography". ;)

Boða hina öruggu dulkóðun

Athugasemdir

[Helgi Hrafn Gunnarsson (IP-tala skráð) 9.10.2008 kl. 14:14]

Þú hittir naglann á höfuðið hvað varðar tæknibúnaðinn. Það er helsta vandamálið við skammtafræðilega dulkóðun, sem ég ætla héðan eftir að nefna skammtakóðun þar til einhver finnur upp betra orð, er einmitt að gera tækjabúnaðinn nógu góðan. Hinsvegar er það klassískt vandamál og er alveg sami galli við allar aðrar dulkóðunarlausnir. Það sem gerir þetta að meira máli í þessu tilfelli er að hlutfallslega skiptir útfærslan svo miklu máli, vegna þess einmitt að stærðfræðin er svo gott sem skotheld.

Munur er hinsvegar á skammtakóðun og hefðbundnum lausnum, vegna þess að menn hafa alltaf vitað að það þyrfti stöðuga þróun í stærðfræðilegum lausnum, vegna þess einfaldlega að tölvur verða svo miklu hraðvirkari svo rosalega hratt. Þessi tækni útilokar hinsvegar þann þátt í málinu, þ.e. sífullkomnari tölvutækni mun ekki hjálpa til við að brjóta þennan kóða, því hann er eðlisfræðileg takmörkun.

Sá sem myndi ná að brjóta skammtakóðun væri samstundis búinn að gjörbylta eðlisfræði... aftur. ;) Auðvitað er það mögulegt, en eins og þú bendir réttilega á er þetta svo gott sem 100%, eða öllu heldur, nútíma flatskjáir, hreyfiskynjarar, leysigeislar og fleira í þeim dúr ættu ekki að virka ef quantum theory væri röng. Hún er sumsé orðin fjári vel staðfest núna.

Það er lúxus í dulkóðunarfræðum að hafa ekkert eftir nema að búa til nógu fullkominn búnað sem samsvarar kenningunni. Hingað til hafa kenningarnar  verið nánast eingöngu stærðfræðilegar og hafa þurft að berjast við sílækkandi verð á miklu reikniafli. Þetta er því klárlega bylting í dulkóðunarfræðum, og eins og ég segi, það er lúxus að þurfa eingöngu að pæla í útfærslunni.

Þó vil ég mótmæla titlinum á greininni þinni, þó greini sé mun gáfulegri en titillinn gefi til kynna. Þetta á ekki eftir að búa til meiri ógagnsæi vegna þess að ógagnsæi er afleiðing af kerfisbundinni leynd, ekki því hvernig menn dulkóða hlutina. Sem dæmi eru menn ekki að rannsaka stöðu banka út um allan heim, eða analyzera fjármálakerfi eða stjórnmálakerfi, með því að krakka hefðbundna dulkóðun. Sá angi málanna er eiginlega alfarið lagalegur, ekki dulkóðunarlegur.

Fín færsla. :)

[Guðmundur Ásgeirsson, 9.10.2008 kl. 18:06]

Skammtakóðun er fyrsta flokks nýyrði, ég legg til að það verði tekið upp samstundis. Ábending þín varðandi titilinn er réttmæt, en "þetta var ritað í hita leiksins", það sakar varla þó ég breyti honum bara í Skammtakóðun OK? ;)

(Það vill svo til að nýyrðasmíð er áhugamál hjá mér t.d. á ég sköpunarverkið: "Geir-laug" sem er óðum að vinna sér sess sem nýtt hugtak yfir: "svikulan og vanhæfan forsætisráðherra sem er auk þess orðinn steingeldur í pólitík". 

[Helgi Hrafn Gunnarsson (IP-tala skráð) 9.10.2008 kl. 20:48]

;) Hehe, góður.

[Gunnar (IP-tala skráð) 9.10.2008 kl. 23:31]

Jú, þú hefur örugglega rétt fyrir þér. Ef veikleika er að finna í daglegum útgáfum af skammtadulkóðun, þá er það útfærslunni að kenna. Það er útfærslunni að kenna af því að fólkið sem bjó hugmyndina að dulkóðununni til studdi sig við alhæfingar sem standast kannski ekki daglegan veruleika.

Það breytir því ekki að útfærslan á hugmynd þeirra er keppnishæf við RSA dulkóðun, sem er sportbíll dulkóðunar í dag. Og ólíkt RSA dulkóðun, þá byggja erfiðleikarnir við að ráða kóðunina á eðlisfræðilegum takmörkunum, frekar en reiknigetu.

Þó að fyrsta útgáfa hugmyndarinnar sé því ekki upp á hundrað, þá er hér um að ræða mikið hugmyndafræðilegt stökk í dulkóðunarheiminum. Í fyrsta skipti í sögu mannkyns er erfitt að ráða dulkóðun út af því að við búum í nákvæmlega þessum alheimi, en ekki af því að við höfum ekki nógu öflugar tölvur. Þess vegna er fréttin merkileg, þó fréttamenn mbl hafi kannski ekki áttað sig á vægi hennar.

Annars þætti mér gaman að sjá útskýringu á einhverjum - alls ekki öllum! - hliðum skammtakóðunar frá þér. Skammtafræði er svo sem ekkert verra mindfuck en sæmileg David Lynch mynd, dulkóðun er sæmilega eðlilegt fyrirbæri, og hvað lengd varðar er hægt að skipta of langri færslu upp í nokkra hluta.

[Gunnar Th. Gunnarsson, 11.10.2008 kl. 04:24]

Skemmtilegt að lesa þessar pælingar... þó ég skilji ekki bofs í þeim

[Guðmundur Ásgeirsson, 13.10.2008 kl. 10:05]

Takk fyrir skemmtilegar og áhugaverðar athugasemdir.