Versuchsdurchführung

Bei den Arbeitsblättern sind zwei Messwerttabellen für ALICE und BOB hinterlegt. Die ALICE-Gruppe füllt vor dem Versuch 52 mal die gewählte Basis (H/V oder X) und das logische Schlüsselbit ("1" oder "0") aus. Diese Tabelle darf die BOB-Gruppe natürlich nicht sehen. Die BOB-Gruppe legt vor dem Versuch die jeweiligen Basen 52 mal fest. Nun kann die Datenübertragung beginnen.

ALICE stellt den Rotationsdreher nach folgender Vorschrift ein

BASIS
H/V
X
Bit
0
1
0
1
Winkel

90°
-45°
45°

BOB stellt seine gewählte Basis ein

BASIS
H/V
X
Winkel

45°

Sind beide Gruppen fertig, drückt ALICE kurz auf den roten Knopf und BOB notiert sich sein Ergebnis. Für die Led in gerade Position den Bitwert "0" und für die Led in gewinkelter Position den Wert "1". Leuchten beide Leds, trägt BOB ein "x" ein. Das Ganze wird insgesamt 52 mal durchgeführt.

Nun tauschen sich ALICE und BOB über die Basen aus. ALICE liest nur die Basis (H/V oder X) vor und BOB antwortet mit "Ja" (Basis stimmt überein) oder "Nein" falls das nicht der Fall ist. ALICE und BOB streichen alle Messwerte mit falscher Basis. Es sollten am Ende mindestens 20 Messwerte übrigbleiben, ansonsten muss noch mal mit der Übertragung begonnen werden.

Je nach Zeitaufwand kann an dieser Stelle der Versuch beendet werden. ALICE und BOB vergleichen ihre Messwerte und finden bei allen nicht gestrichenen Übereinstimmung. Spannender ist es aber, wenn jetzt ein verschlüsseltes Datenwort übertragen wird und am Ende ALICE und BOB dieses Wort vergleichen.

ALICE denkt sich ein Wort aus 4 Buchstaben aus und notiert sich dieses in seinem Arbeitsblatt. Mit Hilfe der beiliegenden Code-Tabelle für die Buchstaben A-Z erzeugt es einen 20bit langen Binärcode. Unter diesen Code trägt ALICE nun den mit BOB abgestimmten Schlüssel ein und verschlüsselt Bitweise. Auf dem Arbeitsblatt ist eine Anleitung dazu zu finden. ALICE erhält eine 20bit langes verschlüsseltes Datenwort, das nun an BOB übertragen wird. Dazu wählen ALICE und BOB die H/V-Basis aus, die Übertragung geschieht genauso wie  bei der Schlüsselübertragung.

BOB notiert sich die gemessenen Werte in seine Messwerttabelle. Mit dem Schlüssel entschlüsselt er nun das Wort und kann mit Hilfe der Code-Tabelle daraus wieder die 4 Buchstaben gewinnen. Nun können ALICE und BOB ihr Wort vergleichen.

Der Lauscher EVE
Möchte man den Lauscher EVE mit in den Versuch integieren, müssen zwei Gruppen zusammenarbeiten.  ALICE und BOB führen ihren Versuch exakt so durch, wie oben beschrieben. EVE besteht aus einem weiteren BOB/ALICE-Paar.



EVE-BOB empfängt die Daten von ALICE und leitet diese an EVE-ALICE weiter. EVE-ALICE hat jetzt ein Problem. Immer dann, wenn beide LEDs leuchten, muss sie raten, welcher Wert richtig ist. Dabei hat sie eine 50% Chance richtig zu liegen. Auf dem Arbeitsblatt für EVE sind noch weitere Informationen zur Durchführung enthalten. Bei 25% Fehler erwartet man bei 20bit 4 falsche Bits. Im schlimmsten Fall sind damit alle vier übertragenen Buchstaben falsch, der Lauscher EVE ist damit enttarnt.