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# Física# Física Quântica# Criptografia e segurança

Aumentando a Segurança nos Pagamentos Digitais com Tecnologia Quântica

Explorando como a tecnologia quântica aumenta a segurança nas transações digitais.

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Os pagamentos digitais viraram parte das nossas Transações diárias, facilitando a compra de produtos e serviços sem precisar de dinheiro físico. Esses pagamentos podem ser feitos de várias formas, como cartões de crédito, carteiras digitais e sistemas de pagamento por aproximação. À medida que os métodos de pagamento digital aumentam, os riscos também crescem, como vazamentos de dados e fraudes.

A Necessidade de Segurança

Pra manter as transações digitais seguras, as empresas costumam usar tecnologias que substituem informações sensíveis dos clientes por tokens aleatórios. Isso ajuda a proteger os dados dos usuários durante as compras online. Mas, à medida que a tecnologia avança, os atacantes também estão encontrando novas maneiras de quebrar esses sistemas de segurança. Por exemplo, computadores poderosos conseguem decifrar sistemas de segurança que dependem de problemas matemáticos complexos.

A crescente necessidade de segurança melhorada levou ao desenvolvimento de novos métodos que usam tecnologia quântica. A tecnologia quântica tem forças únicas que podem proteger os pagamentos digitais, mesmo contra atacantes super avançados.

Tecnologia Quântica e Pagamentos

A tecnologia quântica se refere a métodos que aproveitam os princípios da mecânica quântica. Em relação aos pagamentos, os métodos quânticos podem criar tokens de pagamento seguros que não podem ser falsificados. Uma forma de fazer isso é usando luz quântica especial, que pode gerar tokens criptográficos que são especialmente difíceis de quebrar.

Esse tipo de tecnologia oferece uma oportunidade empolgante de melhorar a segurança dos pagamentos sem depender de sistemas complicados ou redes confiáveis. Soluções baseadas em quântica podem garantir que as transações permaneçam seguras mesmo diante de ataques avançados.

Sistemas de Pagamento Digital Atuais

Os sistemas de pagamento digital de hoje normalmente envolvem três partes principais: o cliente, o comerciante e o provedor de pagamento (como um banco). Quando um cliente quer fazer uma compra, ele envia suas informações de pagamento para o comerciante. O comerciante então contata o provedor de pagamento para verificar a transação.

Pra evitar fraudes, os clientes recebem tokens de identificação únicos quando criam suas contas. Quando uma compra acontece, um token de pagamento temporário é gerado. Usando esse token, o cliente cria um código criptográfico chamado criptograma, que serve como prova da transação.

Ainda assim, esses sistemas atuais têm riscos, porque comerciantes não confiáveis podem expor os clientes a fraudes. Portanto, medidas de segurança mais fortes são necessárias pra proteger os detalhes das transações.

Luz Quântica e Tokens Seguros

A luz quântica pode oferecer uma maneira eficaz de garantir os pagamentos digitais. Esse método permite a criação de Criptogramas quânticos que são difíceis de falsificar. O processo usa estados quânticos que mantêm as informações de forma segura. Quando os clientes finalizam uma transação, os estados quânticos são usados pra criar um token de pagamento que parece um criptograma normal, mas é muito mais difícil de quebrar.

A implementação desse sistema de pagamento quântico pode acontecer por conexões padrão de fibra ótica urbanas. Uma das grandes vantagens de usar sistemas quânticos é que eles não precisam de partes confiáveis pra gerenciar as transações. Isso significa que mesmo que algumas partes do sistema não sejam confiáveis, a transação ainda pode ser segura.

Vantagens Práticas dos Pagamentos Quânticos

Um dos principais benefícios de usar tecnologia quântica é a capacidade de aumentar a privacidade do usuário enquanto prova a validade de uma transação. Nesse sistema proposto, só é necessária uma comunicação autenticada entre o cliente e o provedor de pagamento pra configurar a conta. Após essa etapa, as informações sensíveis do cliente permanecem ocultas.

Além disso, o processo de verificação das transações pode ocorrer sem a necessidade de comunicação constante entre todas as partes envolvidas. Essa simplificação abre caminho pra um método de pagamento mais acessível que pode lidar com vários tipos de ruídos e ataques.

Passos no Processo de Pagamento Quântico

  1. Criando uma Conta: O cliente cria uma conta com um provedor de pagamento confiável.
  2. Recebendo um Token: O provedor envia um token único pro cliente através de um canal seguro.
  3. Criando o Criptograma: O cliente usa seu token seguro pra calcular um criptograma pra sua compra.
  4. Usando o Criptograma: O cliente fornece o criptograma pro comerciante como pagamento.
  5. Verificação da Transação: O comerciante envia o criptograma pro provedor de pagamento pra verificação, que checa sua validade.

Esses passos mostram como a tecnologia quântica pode modernizar e garantir o processo de pagamento, tornando as transações mais seguras pra os clientes.

Enfrentando os Desafios de Segurança

Embora a criptografia quântica ofereça uma segurança forte contra ameaças potenciais, é essencial lidar com desafios práticos. Dispositivos do mundo real podem não funcionar perfeitamente. Desde ruídos em canais de comunicação até perda de estados quânticos, muitos fatores podem afetar o processo de pagamento.

Uma parte maliciosa poderia explorar vulnerabilidades, como medir os estados quânticos pra criar múltiplos tokens e gastar duas vezes. Pra combater isso, a proposta é identificar as circunstâncias em que essas estratégias de trapaça ainda podem ser detectadas, garantindo que transações honestas permaneçam seguras.

Implementação Experimental de Pagamentos Quânticos

Usando a tecnologia de fibra ótica existente, os pesquisadores demonstraram com sucesso o sistema de pagamento quântico em ambientes controlados. Eles criam pares de fótons emaranhados e usam esses fótons pra gerar tokens de pagamento seguros. Os fótons são enviados pros clientes através de cabos de fibra ótica, onde eles fazem as medições necessárias pra receber seu criptograma.

Nos testes, a configuração experimental produziu taxas de erro baixas, demonstrando que o sistema de pagamento quântico pode operar de forma eficaz em grandes distâncias. Os achados sugerem que, à medida que a tecnologia continua a se desenvolver, o tempo necessário pra comunicações e verificações quânticas também pode diminuir.

Conclusão e Perspectivas Futuras

A introdução da tecnologia quântica nos pagamentos digitais marca um grande avanço nos métodos de transação segura. Com a capacidade de oferecer garantias fortes contra fraudes e vazamentos de dados, essa abordagem representa uma solução promissora pras crescentes dificuldades de segurança nos pagamentos digitais.

À medida que as Tecnologias Quânticas evoluem, isso pode permitir transações mais rápidas e melhor proteção pros clientes contra várias formas de ameaças cibernéticas. O sistema proposto também abre portas pra uma adoção mais ampla de métodos de pagamento seguros nas transações do dia a dia, pavimentando o caminho pra uma economia digital mais segura.

Desenvolvimentos futuros podem aprimorar ainda mais a praticidade e eficiência desse modelo de pagamento, tornando-o uma alternativa viável pros sistemas existentes. Em conclusão, os pagamentos quânticos têm o potencial de mudar nossa forma de pensar sobre segurança em transações financeiras, criando um meio confiável e seguro pra consumidores e empresas.

Fonte original

Título: Demonstration of quantum-digital payments

Resumo: Digital payments have replaced physical banknotes in many aspects of our daily lives. Similarly to banknotes, they should be easy to use, unique, tamper-resistant and untraceable, but additionally withstand digital attackers and data breaches. Current technology substitutes customers' sensitive data by randomized tokens, and secures the payment's uniqueness with a cryptographic function, called a cryptogram. However, computationally powerful attacks violate the security of these functions. Quantum technology comes with the potential to protect even against infinite computational power. Here, we show how quantum light can secure daily digital payments by generating inherently unforgeable quantum cryptograms. We implement the scheme over an urban optical fiber link, and show its robustness to noise and loss-dependent attacks. Unlike previously proposed protocols, our solution does not depend on long-term quantum storage or trusted agents and authenticated channels. It is practical with near-term technology and may herald an era of quantum-enabled security.

Autores: Peter Schiansky, Julia Kalb, Esther Sztatecsny, Marie-Christine Roehsner, Tobias Guggemos, Alessandro Trenti, Mathieu Bozzio, Philip Walther

Última atualização: 2024-01-08 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2305.14504

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2305.14504

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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