La distribuzione a chiave quantistica

Tra le numerose applicazioni pratiche, la meccanica quantistica ha avuto un impatto notevole anche in campo crittografico. In particolare, se purtroppo la teoria legata alla computazione e all’informazione quantistica rende ineffettivi alcuni metodi crittografici moderni, al contempo fornisce nuovi strumenti per rafforzarne altri. In questo scritto vengono studiate alcune tecniche basilari di crittografia moderna, illustrandone i principali pregi e difetti: le due trattate sono lo schema one-time pad e il protocollo RSA. In seguito, grazie alla meccanica quantistica si prova a risolvere la difficoltà principale dello one-time pad, ossia il prerequisito legato al possesso di una stessa chiave, condivisa tra le due parti in necessità di comunicare, tramite i cosiddetti protocolli di quantum key distribution, come il BB84 e l’E91, analizzati in dettaglio. Entrambi utilizzano nuovi concetti, introdotti dalla teoria e sconosciuti al mondo classico, con i quali è possibile idealmente costruire, utilizzando un canale classico autenticato e un canale quantistico pubblici, una chiave segreta comune, resa sicura dalla possibilità, da parte dei due comunicanti, di poter determinare in maniera certa eventuali interferenze e conseguenti involontarie condivisioni di informazione. Infine si analizzano alcuni schemi realizzativi dei protocolli, utilizzando come modello di qubit prima la polarizzazione e poi la fase di un fotone. Infine si analizzano alcuni schemi realizzativi dei protocolli, utilizzando come modello di qubit prima la polarizzazione e poi la fase di un fotone.