A maioria dos aplicativos de segurança, por exemplo, acesso a edifícios ou assinaturas digitais, use chaves criptográficas que devem a todo custo ser mantidas em segredo. Esse também é o elo fraco:quem garantirá que a chave não será roubada ou hackeada? Usando uma chave física não clonável (PUK), que pode ser um traço de tinta branca em uma superfície, e as propriedades quânticas da luz, pesquisadores da Universidade de Twente e da Universidade de Tecnologia de Eindhoven apresentaram um novo tipo de segurança de dados que elimina as chaves secretas. Eles apresentam seu método no jornal Ciência e tecnologia quântica .

Segurança da informação, no banco online, por exemplo, geralmente funciona com uma combinação de uma chave pública e uma chave privada. A chave pública é conhecida por todos, mas para criar uma assinatura digital, uma chave privada é necessária. Este é um método criptográfico que só funciona se as chaves privadas forem mantidas em segredo. Mas temos certeza de que essas chaves não podem ser interceptadas, por negligência ou por um hack do computador?

A alternativa que os pesquisadores apresentam em seu trabalho é uma chave física que não pode ser clonada, uma chave física não clonável (PUK). Pode ser um traço de tinta branca que espalha fortemente a luz porque consiste em muitas nanopartículas. O resultado é um padrão único de manchas. É impossível fazer uma chave com exatamente as mesmas propriedades de dispersão:nenhuma superfície pintada será a mesma. As propriedades do PUK podem estar disponíveis publicamente, mas apenas o dono da chave é capaz de espalhar a luz da maneira certa.

Quantum

Usando um padrão espacial complexo, o remetente transmite pulsos de luz para a chave do receptor. Esses pulsos consistem em um pequeno número de fótons que estão em um estado quântico. Pelas leis da física quântica, este estado quântico será perturbado assim que for medido. Isso significa que, sem ter o PUK, ninguém será capaz de determinar os estados quânticos dos fótons. A chave, Contudo, irá traduzir sem esforço o sinal fotônico em informações compreensíveis. Qualquer um pode enviar luz para o PUK, mas apenas o proprietário do PUK será capaz de descriptografar o padrão de luz para obter informações que façam sentido.

Desta maneira, uma mensagem secreta pode ser enviada sem a necessidade de armazenar chaves secretas. O receptor, por sua vez, também pode indicar que conhece as informações armazenadas nos pulsos de luz, e se autenticar. Então, usando criptografia padrão, assinar uma mensagem também é possível. O PUK é diferente de outras chaves de hardware no mercado, como o Yubikey ou leitores usados ​​por bancos, que ainda usam chaves digitais secretas.

O uso da física quântica possibilita o desenvolvimento de truques criptográficos classicamente impensáveis. O protocolo é o mais recente deste desenvolvimento. Embora a primeira ferramenta criptográfica quântica data do início dos anos oitenta, esta pesquisa mostra que ainda essencialmente novas aplicações são possíveis usando a óptica quântica.

Fibra de vidro

Embora a programação da luz e a dispersão sejam complicadas, não há necessidade de tecnologia exótica:o PUK é barato, e a criação dos padrões de luz pode ser feita usando um modulador de luz que faz parte de um projetor regular. A técnica agora funciona em um metro de espaço livre. Uma importante aplicação futura em que os pesquisadores estão trabalhando é a transmissão segura de dados por fibra de vidro.