क्वांटम क्रिप्टोग्राफी

संदर्भ

वैज्ञानिक संवेदनशील संचार की सुरक्षा के लिए अत्याधुनिक तकनीक के रूप में क्वांटम क्रिप्टोग्राफी (Quantum Cryptography) को अपनाने की सिफारिश कर रहे हैं।

क्वांटम क्रिप्टोग्राफी (Quantum Cryptography) 

• इसे क्वांटम एन्क्रिप्शन या क्वांटम की डिस्ट्रीब्यूशन (Quantum encryption or Quantum Key Distribution) के रूप में भी जाना जाता है, यह क्वांटम यांत्रिकी के स्वाभाविक रूप से होने वाले और अपरिवर्तनीय कानूनों के आधार पर सुरक्षित डेटा को एन्क्रिप्ट करने और प्रसारित करने के लिए विभिन्न साइबर सुरक्षा विधियों को संदर्भित करता है।
• कार्य प्रणाली
  • फोटॉन (Photon) का उपयोग: यह एक अटूट क्रिप्टोसिस्टम विकसित करने के लिए फोटॉन (प्रकाश के कण/तरंगें) और उनके आंतरिक गुणों का उपयोग करता है।
    • एन्क्रिप्शन कुंजी इन फोटॉन के सबसेट से गुणों की माप की तुलना करके निर्धारित की जाती है।
    • यह बाइनरी सिस्टम में बिट्स के अनुरूप ऑप्टिकल फाइबर के माध्यम से ‘क्यूबिट्स’ (Qubits) के रूप में एन्क्रिप्शन कुंजी के प्रसारण द्वारा काम करता है, जिसे क्वांटम बिट्स (Quantum Bits) भी कहा जाता है, जो हैकिंग से उच्च सुरक्षा सुनिश्चित करता है।
  • इस प्रक्रिया में, प्रेषक चार संभावित ध्रुवीकरणों और बिट पदनामों के साथ एक ध्रुवीकरणकर्ता के माध्यम से फोटॉन प्रसारित करता है: लंबवत (एक बिट), क्षैतिज (शून्य बिट), 45 डिग्री दाएँ (एक बिट), या 45 डिग्री बाएँ (शून्य बिट)।

• • रिसीवर के अंत में, प्रत्येक आने वाले फोटॉन के ध्रुवीकरण को समझने के लिए दो बीम स्प्लिटर्स में से एक का उपयोग किया जाता है। यह चक्र तब तक दोहराया जाता है जब तक कि संपूर्ण फोटॉन धारा प्राप्तकर्ता तक नहीं पहुँच जाते।
  • रिसीवर प्रेषक को फोटॉन रिसेप्शन के लिए बीम स्प्लिटर्स के अनुक्रमिक उपयोग के बारे में सूचित करता है। प्रेषक इस जानकारी को कुंजी संचरण के लिए नियोजित ध्रुवीकरणकर्ताओं के अनुक्रम के साथ क्रॉस-रेफरेंस करता है।
  • इनकरेक्ट बीम स्प्लिटर का उपयोग करके पढ़े गए फोटॉन की उपेक्षा की जाती है, और परिणामी बिट अनुक्रम एन्क्रिप्शन कुंजी का गठन करता है।
• क्वांटम क्रिप्टोग्राफी के लाभ
  •  संचार सुरक्षा सुनिश्चित करना
    • यह पूर्ण सुरक्षा की गारंटी देता है, प्रेषक या संदेश के प्राप्तकर्ता द्वारा पता लगाए बिना किसी भी समझौते को विफल करता है।
    • क्वांटम स्थिति के भीतर एन्कोड की गई जानकारी संबंधित पक्षों को तत्काल अधिसूचना जारी किए बिना प्रतिकृति या अवलोकन के लिए अभेद्य रहती है।
  • प्रछन्न श्रवण का पता लगाता है: यदि कोई तीसरा पक्ष एन्कोडेड डेटा को पढ़ने का प्रयास करता है, तो क्वांटम स्थिति बदल जाती है, जिससे उपयोगकर्ताओं के लिए अपेक्षित परिणाम संशोधित हो जाता है।
  • सुरक्षा के लिए कई तरीके प्रदान करता है: इसमें कई क्वांटम क्रिप्टोग्राफी प्रोटोकॉल का उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, QKD जैसे कुछ, सुरक्षा बढ़ाने के लिए क्लासिकल एन्क्रिप्शन विधियों के साथ संयोजन कर सकते हैं।
• क्वांटम क्रिप्टोग्राफी की सीमाएँ
  • ध्रुवीकरण और त्रुटि दर में परिवर्तन: फोटॉन पारगमन में ध्रुवीकरण को बदल सकते हैं, जिससे संभावित रूप से त्रुटि दर बढ़ जाती है।
  •  रेंज: टेरा क्वांटम को छोड़कर, क्वांटम क्रिप्टोग्राफी की अधिकतम सीमा आमतौर पर लगभग 400 से 500 किमी. है।
  • व्यय: इसमें आमतौर पर फाइबर ऑप्टिक लाइनों और रिपीटर्स का उपयोग करके अपने स्वयं के बुनियादी ढाँचे की आवश्यकता होती है।

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