Le retournement de pièces est une technique permettant d'établir un canal cryptographique entre deux parties méfiantes. Il a été popularisé par la cryptographie quantique, qui utilise les principes de la physique quantique pour créer une clé de cryptage. Le retournement de pièces a été conçu pour empêcher les parties qui communiquent (par exemple Alice et Bob) de tricher lors du cryptage ou de la transmission de données.
Pour commencer le protocole de retournement de pièces, Alice utilise un séparateur de faisceau pour polariser les photons, selon les principes de la physique quantique. Le séparateur de faisceau divise les photons de manière linéaire ou diagonale. Les bits quantiques générés, ou qubits, elle les envoie ensuite à Bob. Bob utilise également un séparateur de faisceau pour polariser les photons et enregistre les mesures de bits résultantes, souvent mesurées comme 0 ou 1 comme les bits traditionnels. Il les envoie à Alice pour comparer les résultats.
Alice confirmera alors qu'elle a les mêmes résultats, si c'est le cas. (Notez que la sécurité de ceci dépend du fait qu'Alice ne change pas sa réponse pour la deuxième étape. Certains protocoles de sécurité peuvent exiger qu'Alice soit liée à ses résultats de polarisation initiaux et ne puisse pas les changer plus tard.) Alice et Bob utiliseront alors le bit (ou plusieurs bits) qui avaient la même polarisation pour créer la clé de chiffrement secrète partagée. Idéalement, ils devraient chacun se montrer la liste, le tableau ou le graphique des séquences de qubit pour voir qu'aucun des deux n'a triché.
Si Alice rejette le bit ou la séquence de bits que Bob lui renvoie, le protocole de retournement de pièces échouera et aucune clé de cryptage ne sera générée. Si l'une des listes est fausse, cela révélera une erreur ou une tromperie d'un côté. Si Alice envoie un rapport de qubits différent à Bob que son rapport initial, c'est une forme de triche. Bien que les chercheurs en cryptographie déclarent qu'il existe des méthodes pour sécuriser le protocole de tirage au sort, sa sécurité repose sur le contrôle de nombreux aspects différents du protocole qui pourraient être manipulés. Cependant, le retournement de pièces est une méthode importante dans le domaine croissant de la cryptographie quantique, car il permet à deux parties qui ne se font pas confiance de partager des données cryptées.