¿Puede Eva adivinar correctamente en la criptografía cuántica?

No, ella no puede. Como cada bit (clásico) se puede voltear o no, dependiendo de una fuente de información verdaderamente aleatoria, básicamente cualquier conjetura sería válida, habrá una combinación de conjeturas que producirá una imagen de gato, pero esto no dice nada sobre el Mensaje original. Es por eso que dicen “una almohadilla de una sola vez no se puede romper”, y que proporciona un secreto perfecto.

Piénselo de esta manera: para un mensaje de 1 bit, tiene un 50% de posibilidades de adivinar correctamente (voltearlo o no voltearlo); para un mensaje de 2 bits, tiene un 25% de posibilidades (3 opciones incorrectas y aún 1 correcta) … Con cada bit adicional, reduce a la mitad la posibilidad de obtener el mensaje completo correcto, sin recibir ninguna indicación clara cuando una suposición es incorrecta: para todas las suposiciones, salen todos los patrones de bits.

Acerca de por qué el lado cuántico del esquema es seguro, al menos en BB84 parece ser debido a una base de medición / envío elegida al azar. Si lee y retransmite, es probable que se equivoque (y si lo hace mal, puede ser detectado como un espía y la comunicación se detendrá). Lea más sobre la distribución de claves cuánticas.

Sobre medirlo y salirse con la suya, podría ser algo posible, hasta cierto punto, pero no estoy seguro de si se puede hacer con fotones. Se han realizado algunas investigaciones sobre el intento de realizar mediciones que no perturben el estado cuántico, pero es difícil y probablemente lleve mucho tiempo.

Sí, tiene toda la razón en que Eve puede adivinar el giro de los fotones o incluso la base en la que Alice / Bob preparó / midió el giro de los fotones. Digamos que Alice y Bob intercambiaron señales N veces. La probabilidad de que Eve obtenga todas las opciones básicas correctas es 1/2 ^ N. Por lo tanto, Eve conocerá la clave completa o, en otras palabras, nuestro sistema QKD fallará con una probabilidad de 1/2 ^ N. Esta probabilidad de falla se llama parámetro de seguridad de un sistema QKD, que se calcula mediante análisis de clave finita, donde las probabilidades de falla se calculan para diferentes partes de un sistema QKD y se suman y, por lo general, es mayor que 1/2 ^ N. Entonces, esta suposición del ataque base ya se tiene en cuenta cuando se menciona el parámetro de seguridad de un sistema QKD.

Si no se menciona el parámetro de seguridad, significa que estamos hablando en el límite asintótico, es decir, Alice y Bob intercambian un número infinito de señales y este parámetro de seguridad generalmente va a cero, por lo que puede tener una seguridad absoluta. Pero en escenarios del mundo real, nunca es posible.

Sí, Eve puede adivinar correctamente. Pero tiene la misma oportunidad de hacerlo sin interferir en la comunicación. De hecho, probablemente tenga muchas más posibilidades, dado que probablemente tenga una idea del contenido del mensaje. Entonces, las opciones de Eve son:

1. Quédese en casa e imagine cuál es el mensaje. Ventaja: menos trabajo, mejores posibilidades de tener razón, no hay posibilidad de ser atrapado.
2. Interferir e intentar adivinar correctamente. Ventajas: si acerta, puede verificar la respuesta. Desventajas: esencialmente seguro de equivocarse y así aprender casi nada y ser atrapado (100% de probabilidad, a cualquier número razonable de dígitos).

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