Kommunikation zwischen Alice und Bob

Stephen Wiesner hatte jedoch einen guten Freund Charles Bennett, der seine Idee aufgriff und zusammen mit Gilles Brassard versuchte, ein anderes Anwendungsgebiet zu finden. Beide erkannten die Brauchbarkeit für die Kryptographie und erarbeiteten 1984 ein Verfahren. Sie legten dafür 2 Schemata fest:

Rektilineares Schema, in dem die "0" durch ein vertikal und die "1" durch ein horizontal polarisiertes Photon dargestellt wird
Diagonales Schema, in dem die "0" durch ein um -45° und die "1" durch ein um +45° verschobenes Photon dargestellt wird

Ebenfalls sollten 2 Leitungen für die Übertragung benutzt werden:

ein öffentlicher Kanal zur Übermittlung der Nachricht
ein Quantenkanal zur Übermittlung des Schlüssels

Beide stellten sich die Kommunikation dann folgendermaßen vor:

Alice wechselt zufällig zwischen beiden Schemata hin und her und sendet Bob somit eine Folge von Photonen.
Wenn Eve die Mitteilung abhören will, muss sie die Polarisation messen und somit entscheiden, welchen Filter sie benutzen soll. Jedoch hat Eve damit dasselbe Problem wie der Fälscher und wird dadurch in etwa 50% der Messungen richtig liegen.
Da Bob in der gleichen Lage ist wie Eve, wird auch er seinen Polarisationsfilter zufällig wählen. Nachdem die Übertragung abgeschlossen ist, kann sich Bob jedoch nicht sicher sein, ob die Nachricht, die er empfangen hat, auch korrekt ist aufgrund des beschriebenen Quantendilemmas.
Alice und Bob müssten sich also auf ein gemeinsames Schema, also einen Schlüssel einigen, was Bennett und Brassard zum Problem der Schlüsselverteilung brachte. RSA bot sich hier nicht an, da im Zeitalter des Quantencomputers dieses Verfahren in einer relativ kurzen Zeit knackbar ist.

Damit hatten Bennett und Brassard ein Problem, für das sie jedoch ein paar Monate später die Lösung fanden: das BB84-Protokoll.

Hauptseite | Autor: Christoph Stepan - Informatik 2000