Nfc-betalingen en andere vormen van communicatie tussen een smartphone en een ander apparaat kunnen prima beveiligd worden met kwantumcryptografie, schrijven onderzoekers van Nokia, de universiteit van Oxford en Bay Photonics in Optics Express. Hierin beschrijven ze een min of meer draagbare demonstratieopstelling die via lichtpulsen een kwantumsleutel met een ontvanger kan uitwisselen, zelfs als deze beweegt. Het ontwerp is gebaseerd op standaard technologie en leent zich voor miniaturisatie en kostenreductie.
Met kwantumcryptografie wordt in de regel kwantumsleuteldistributie (qkd) bedoeld. Het kwantumgedrag van deeltjes – doorgaans fotonen – uitgebuit om te garanderen dat er niemand meeluistert bij het afspreken van een nieuwe encryptiesleutel tussen twee partijen. Die sleutel wordt vervolgens gebruikt om een boodschap te beveiligen die verder op een normale manier verstuurd wordt, dus in dit geval over nfc, bluetooth of wifi.
Traditioneel gaat dit met polarisatiefilters. Zender en ontvanger hebben allebei twee setjes van twee stuks: de ene gebruikt respectievelijk de horizontale en verticale richting om een 1 en 0 te coderen, de andere zet daarvoor de diagonale en antidiagonale oriëntatie in. De beveiliging is erop gebaseerd dat een man in the middle nooit kan weten welk setje gebruikt is voor verzending en niet weet wat hij naar de zender moet sturen.
De aanpak werkt echter alleen als zender en ontvanger netjes uitgelijnd zijn, wat bij een mobieltje vrijwel onmogelijk is. Een deel van de oplossing werd in 2010 aangereikt met een voorstel om een derde set filters toe te voegen, die licht ook linksom en rechtsom polariseren. Dat moet problemen met rotatie voorkomen. Maar beweging was nog steeds een probleem.
Device lifecycle management for fleets of IoT devices
Microchip gives insight on device management, what exactly is it, how to implement it and how to roll over the device management during the roll out phase when the products are in the field. Read more. .
De onderzoekers stellen nu voor om mems-spiegeltjes en een regulier tracking-systeem te gebruiken om zender en ontvanger precies op elkaar te richten. Ze bouwden een demonstratieopstelling met standaard componenten. In combinatie met de nodige foutcorrectiemethoden en signaalbewerking lukte het om daarmee ongeveer veertig kilobit per seconde aan sleutelmateriaal uit te wisselen.
Het mooie van de aanpak, zo claimen ze, is dat er geen exotische methoden als verstrengeling nodig zijn. De opstelling leent zich ook uitstekend voor miniaturisatie en massaproductie: als lichtbronnen worden leds gebruikt die op een enkele chip te maken zijn, en polarisatiefilters kunnen als fotonische waveguides geïntegreerd worden. Het trackingsysteem zou kunnen profiteren van het zich snel ontwikkelende veld van picoprojectoren.