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Libro dei codici quantistico
Mentre il commercio si precipita online, la possibilità di inviare messaggi privati su reti di comunicazione pubbliche è diventata di vitale importanza. Il mezzo di crittografia più sicuro prevede che sia il mittente che il destinatario di un messaggio utilizzino la stessa lunga stringa di cifre casuali, nota come chiave, come base per la codifica e la decodifica. Ma una chiave del genere va cambiata, e sia che la consegna avvenga via telefono, guardia corazzata o piccione viaggiatore, c'è sempre il rischio di intercettazione.
Beh, quasi sempre. Anni fa, i fisici hanno inventato un approccio chiamato crittografia quantistica che si basa sulle bizzarre leggi della meccanica quantistica per escludere definitivamente i curiosi e trasmettere dati chiave in assoluta sicurezza. Il fisico dell'IBM Charles Bennett e i suoi colleghi hanno costruito il primo prototipo di laboratorio funzionante nel 1989. Ora, i ricercatori dell'IBM Almaden Research Center di San Jose, in California, hanno costruito un dispositivo con componenti di telecomunicazione standard che, secondo loro, si sposteranno presto crittografia quantistica fuori dal laboratorio di fisica e nel mondo reale.
Questa storia faceva parte del nostro numero di marzo 1999
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Soprannominato il cryptolink quantistico, il dispositivo IBM codifica bit di informazioni chiave in singoli fotoni di luce polarizzandoli in una delle due direzioni. Gli utenti possono scambiare i fotoni contenenti dati attraverso un cavo in fibra ottica su brevi distanze. La sicurezza è garantita dal principio di indeterminazione di Heisenberg, che afferma che è impossibile per un intercettatore osservare i fotoni senza disturbarli. Se il mittente e il destinatario legittimo vedono segni di spionaggio, possono eliminare tutta o parte della chiave e riprovare.
Per costruire il cryptolink, un team guidato da Nabir Amer, manager del gruppo di informazioni quantistiche di IBM, ha dovuto risolvere una serie di problemi pratici. Ad esempio, hanno implementato uno schema di elaborazione del segnale per eliminare gli errori introdotti dalle reti in fibra ottica del mondo reale e che possono lasciare un punto d'appoggio agli intercettatori per rubare i fotoni non rilevati. La più grande sfida rimanente, secondo il membro del team IBM Bill Risk, sono i rilevatori di fotoni ultrasensibili che devono essere raffreddati con azoto liquido a -173 C. Risk afferma che i nuovi rilevatori raffreddati termoelettricamente dovrebbero risolvere il problema.
Entro la fine dell'anno, Amer stima, il suo laboratorio progetterà un prototipo di una scheda che è possibile collegare a una rete. Sebbene IBM non abbia ancora piani specifici per la commercializzazione del cryptolink, Amer afferma che potrebbe essere utilizzato per fornire isole sicure su reti informatiche aziendali o governative o per proteggere reti cittadine di sportelli automatici.
Ma Tom Parenty, direttore della sicurezza dei dati e delle comunicazioni a Emeryville, California, società di software Sybase, afferma che anche se la crittografia quantistica può offrire una comunicazione sicura al 100%, la mia sensazione è che sia eccessiva per il 99% delle applicazioni. I sistemi di cifratura standard, alcuni dei quali non richiedono lo scambio di chiavi sicuro, possono già respingere tutti gli attacchi, tranne quelli concertati supportati da un'enorme potenza di calcolo.
Amer crede che tali cifre potrebbero essere rese inutili da un altro dispositivo in lavorazione presso l'IBM: il computer quantistico. Se mai avessimo un computer quantistico, dice Amer, sarebbe abbastanza veloce da decifrare i codici di oggi in un batter d'occhio, e solo il suo equivalente crittografico potrebbe garantire una comunicazione sicura.