Physikalische Grundlagen


Die Quantenkryptographie basiert auf Photonen, also auf Lichtteilchen. Ein charakteristisches Merkmal dieser Teilchen ist ihre Schwingung bei ihrer Bewegung durch den Raum. Diese Schwingung ist jedoch nicht willkürlich oder chaotisch, sondern immer durch eine für jedes Teilchen konstante Ebene beschreibbar. Diese Schwingungsebene nennt man Polarisation des Teilchens. Da Photonen in alle Richtungen (gemeint ist ein 360° Kreis) schwingen können, müssen sie, um sie für die Kryptographie nutzbar zu machen, gefiltert werden.

Dies wird durch sogenannte Polarisationsfilter realisiert, wobei man hier nur 2 Arten benötigt:
  1. Rektilineare Filter für horizontal und vertikal schwingende Photonen
  2. Diagonale Filter für ±45° verschobene Photonen
Als Beispiel ist hier ein horizontaler Filter zu sehen. Er lässt nur Photonen durch, welche horizontal polarisiert sind. Vertikal schwingende Teilchen werden herausgefiltert. Zu einem Dilemma kommt es für ±45° verschobene Photonen zum Filter, also den hier diagonal polarisierten Photonen. Diese Teilchen werden sich zu 50% beim Auftreffen auf den Filter horizontal polarisieren und somit den Filter passieren und 50% werden sich vertikal polarisieren und damit abgeblockt. In diesem Quanten-Dilemma ist die Abhörerkennung und damit die Sicherheit dieses Verfahrens verankert.
Ein Anwendungsbeispiel für Polarisationsfilter sind die Polaroid-Sonnenbrillen, deren Gläser nach demselben Prinzip funktionieren.

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Hauptseite | Autor: Christoph Stepan - Informatik 2000