Κβαντική κρυπτογραφία: "Τρέχουσα κατάσταση και μελλοντικές κατευθύνσεις"

Abstract

Η παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή έχει ως θέμα έναν από τα πιο εκρηκτικά εξελισσόμενα πεδία του σύγχρονου κόσμου: τη κβαντική κρυπτογραφία. Αποτελεί πεδίο τομής πολλών γνωστικών πεδίων οπότε κρίνεται απαραίτητη η αποσαφήνιση πολλών εννοιών άλλων γνώσεων που είναι απαραίτητα προαπαιτούμενα για τη κατανόησή της. Για να επιτευχθεί αυτή λοιπόν, θα δωθούν απαραίτητοι μαθηματικοί ορισμοί (κυρίως της άλγεβρας και θεωρία αριθμών) που αποτέλεσαν ισχυρή βάση για τη δημιουργία γενικότερα της κρυπτογραφίας. Με αυτά τα πολύτιμα μαθηματικά εργαλεία, θα μελετηθεί γενικότερα η κρυπτογραφία μαζί με τα πρώτα σημαντικά πρωτόκολλα που χρησιμοποιούνται μέχρι και σήμερα για την ασφάλεια πολλαπλών μορφών επικοινωνίας. Εξίσου σημαντικό γνωστικό πεδίο αποτελεί αυτό της κβαντικής φυσικής που αποτέλεσε συνδετικό κρίκο στο πέρασμα από τη κλασική κρυπτογραφία στο κεντρικό θέμα της διατριβής: τη κβαντική κρυπτογραφία. Αφού αποσαφηνιστεί το θεωρητικό υπόβαθρο γενικότερα της κβαντικής κρυπτογραφίας, έπειτα θα αναλυθούν οι άρχες τριών ιδιαίτερα γνωστών πρωτοκόλλων αυτής: του ΒΒ84, του Β92 και του Ε91. Θα πραγματοποιηθεί εφαρμογή και των δύο με χρήση κώδικα προς εξαγωγή συμπερασμάτων και έπειτα θα συζητηθούν (σύντομα) άλλα πρωτόκολλα που αναδύθηκαν ανά τα χρόνια στη προσπάθεια βελτίωσης των προηγούμενων. Τέλος, θα γίνει σύνοψη και αναφορά σε μελλοντικές προοπτικές και προκλήσεις.