Anton Kozubov het aan die derde episode deelgeneem, teoretiese groep . Ons het sy werk en die besonderhede van die bedryf bespreek.
Oudio weergawe: · · · · .
Op die foto:
'n Paar woorde oor die besonderhede van die bedryf
Tydkode -
: Sover ek weet, handel jy met hoogs gespesialiseerde onderwerpe.
Anton: Ja, daar is so 'n mening, maar ons probeer aanbeweeg na meer fundamentele dinge. Alhoewel meer en meer mense in die veld van kwantumkriptografie belangstel, is dit nie die warmste veld van wetenskap nie. Hier is 'n goeie grondslag, maar die tegnologie het reeds die ingenieursfase van ontwikkeling bereik.
Alles het in die 80's van die vorige eeu begin ontwikkel, en volgens wetenskaplike standaarde het nogal baie tyd verbygegaan. Wetenskaplikes het van teorie en eksperimente na werklike mock-ups en ten volle funksionerende toestelle beweeg. Sulke stelsels bestaan al lank in Switserland, waar ID Quantique bedrywig is. Hulle is in 2005 of 2006 van stapel gestuur, en hierdie dekade het begin om kwantumkriptografiestelsels aan Switserse en Oostenrykse banke te verskaf. Dit is nie meer die tegnologie van die toekoms nie.
Daar bly nog baie vrae oor oor die bewys van die geheimhouding van sulke stelsels. Dit is wat ons die meeste in hierdie gebied doen. Maar die basiese beginsels is reeds afgelei.
Dmitriy: Kan u ons vertel wat spesialiste aangespoor het om hierdie area in detail te bestudeer? Hoe het hulle die aanvanklike probleme en uitdagings wat hulle in die gesig gestaar het beskryf?
Anton: Dis 'n snaakse storie. Soos altyd in die wetenskap gebeur, het ons die onderwerp begin bestudeer bloot omdat dit interessant geword het. Daar was geen spesifieke doelwit nie. Op daardie tydstip is geglo dat dit 'n absoluut veilige metode van data-oordrag was, en op daardie tydstip was dit werklik gevorderd. Die onderwerp van inligtingsekuriteit het al hoe meer relevant geword, maar benewens dit het ons ook tot die gevolgtrekking gekom dat dit moontlik is om 'n nuwe tipe rekenaar te skep met behulp van verskeie kwantum-effekte. Hulle het nogal interessante vermoëns, insluitend die vermoë om bestaande kriptografie te breek.
Dmitriy: Kwessies van beskerming het voor byvoorbeeld tydens die Koue Oorlog ontstaan. Maar was die begin van hierdie bedryf naby aan die ontstaan van relatief massanetwerke?
Anton: Jy's reg. U kan ook vanuit hierdie oogpunt daarna kyk. Maar die snaakse ding is dat die veld van kwantumkriptografie ontdek is deur twee mense wat meer verwant was aan die IT-veld. Hulle het hul eerste werk, wat die basiese beginsels beskryf het, by 'n IT-konferensie aangebied. So ja, dit kom van daar af.
Dmitriy: Hoe het jy in hierdie veld beland? Wat was jou motivering?
Anton: Eerlik gesê, dit was soortgelyk - dit was interessant. Maar aanvanklik het ek nie in kwantumkriptografie ingegaan nie. Het begin met . Dit het geblyk dat die probleme oor hierdie onderwerp nie so relevant was vir die behoeftes van die laboratorium nie, so ek het oorgeskakel na kwantumkriptografie. Maar om net een ding te doen is nie besonder interessant nie, en daar is ook baie onderling verwante gebiede, so ons kan nie praat oor die hoogs gespesialiseerde aard van ons aktiwiteite nie.
Geleenthede vir wetenskaplikes uit verwante velde
Tydkode -
Dmitriy: Op ons kan sê dat 'n redelik beperkte kring mense by hierdie onderwerp betrokke is. Kan u die aantal spesialiste in u veld skat? Of is dit steeds 'n baie geslote klub?
Anton: Dit is gesluit, maar slegs in die relatief elite deel daarvan. Daar is baie mense in die wêreld betrokke by kwantuminligtingteorie in sy verskillende manifestasies. Ek het geen idee hoe om hul getal te skat nie, maar dit is beslis meer as dertig mense wat by die konferensie was.
Ek dink dit is nie eers een duisendste van alles nie. Baie mense gaan omdat dit een van die mees gevorderde areas van wetenskap is. Alle vooraanstaande institute het kwantuminligtingteorie of kwantumoptika en verwante dinge. Nog 'n vraag is hoeveel mense in so 'n gespesialiseerde nis gedompel is om die sterkte van kwantumkriptografiestelsels te bewys.
Hierdie gemeenskap is kleiner, maar steeds omvangryk. Diegene wat die konferensie bygewoon het, was nie almal vooraanstaande kundiges op hierdie gebied nie. Daar is omtrent honderd van hulle regoor die wêreld. Bewyse van die sterkte van kwantumkriptografiestelsels het onlangs, in die vroeë 2000's, na vore gekom. Mense wat in hierdie veld werk, het voorheen ander dinge gedoen. Byvoorbeeld, kwantumoptika, fundamentele navorsing. Hulle is steeds relevant. Hulle het van fisika na ons gebied gekom.
Daar is ook diegene wat uit die klassieke inligtingsteorie of wiskunde kom. By die beoordeling van bewyse van weerstand speel verskeie tipes entropie 'n deurslaggewende rol. Waar anders word hulle gebruik - in termodinamika. Mense wat verstaan hoe kwantumentropieë in inligtingteorie werk, kan hul kennis op kwantumtermodinamika toepas. Een van die voorste wetenskaplikes op hierdie gebied, Renato Renner van Zürich, bestudeer kwantuminligtingsteorie daar, en gee in Santa Barbara 'n kursus van lesings oor kwantumtermodinamika.
Watter uitdagings staar die gemeenskap in die gesig?
Tydkode -
Dmitriy: Aan watter vrae werk jy vandag? Wat is die uitdagings op die voorgrond? Wat verteenwoordig nou die staaf wat verder geskuif moet word?
Anton: Ons kan van twee verskillende kante hieroor praat. Na my mening is die toegepaste deel minder interessant. Kwantumsleutelverspreiding het reeds 'n industriële skaal bereik, maar almal wil verstaan hoe hulle kan seker maak dat hulle met 'n kwantumverspreiding te doen het en nie iets anders nie. Om dit te doen, is dit nodig om die toerusting te sertifiseer, so die ontwikkeling van gespesialiseerde standaarde is een van die belangrikste probleme in die wêreld, benewens die ingenieursdeel. Die meeste van die voorste wetenskaplikes op hierdie gebied rig hul pogings hierop.
Die tweede aspek van ons aktiwiteit is bewys van die veerkragtigheid van stelsels. Klassieke kriptografie is gebaseer op die aanname dat 'n aanvaller eenvoudig nie genoeg rekenaarkrag het om die data te dekripteer terwyl dit nog geldig is nie. Maar dit kan goed wees dat sulke aannames nie altyd korrek is nie, daarom moet ons na 'n ander databeskermingsparadigma beweeg - om te verseker dat die vermoë om te dekripteer nie mettertyd verander nie.
Ons doen kwantumsleutelverspreiding. Dit beteken dat ons die sleutel versprei wat gebruik moet word om die inligting te enkripteer. So 'n sleutel kan gesteel word, maar ons probeer 'n paradigma bekendstel waarin dit nie moontlik sal wees nie. As iemand tydens die verspreiding daarvan ons kanaal binnedring, sal ons dit altyd opmerk. Dit is die basis van die klassieke paradigma van kwantumkriptografie. Dit word bereik deur enkelfotone te gebruik.
Hulle het drie eiendomme. Dit is minimale gedeeltes energie; hulle kan nie verdeel en dan byvoorbeeld versterk word nie. Hulle kan nie gekopieer word nie. 'n Onbekende kwantumtoestand kan nie gekopieer word nie, want hiervoor moet dit gemeet word, en dit kan nie gedoen word sonder om die kwantumtoestand te vernietig nie. Wanneer ons dit meet, stort dit ineen.
As gevolg van hierdie eienskappe, kan jy kyk na die vermoëns van 'n aanvaller - ons noem hom Eva (van afluisteraar) - uit 'n ander oogpunt. Ons sê dat ons vir Eva alles gee wat moontlik is binne die perke van die wette van fisika. Kwantumgeheue, ideale detektors - ons het nie eers naby hieraan nie, maar ons gee dit sulke geleenthede. En selfs met dit in gedagte, sê ons dat sy nie die sleuteldata sal ontvang sonder dat ons dit weet nie. Dit is waarop die kwantumkriptografie-paradigma oorspronklik gebou is.
Maar dit is alles goed solank ons van enkelfotone praat. Bronne van enkelfotone is egter nogal wispelturig, laespoed en duur, so niemand gebruik dit in hierdie proses nie. Almal gebruik verswakte laserstraling.
Dmitriy: En hoe vergelyk dit met die eiendomme waarvan jy gepraat het?
Anton: Verander die paradigma en benadering om veerkragtigheid te bewys. Dit is steeds 'n haalbare taak, maar baie moeiliker. In 'n situasie waar ons iets gebruik wat nie presies is wat ons in ideale omstandighede sou nodig hê nie, naamlik samehangende verswakte state, moet ons dit in ag neem in ons bewyse van volharding. Ons doen dit, en die hele wêreld beweeg in hierdie rigting.
Dmitriy: Neem hierdie benadering die toerusting aan die punte van die kommunikasiekanaal in ag?
Anton: Aanvanklik het kwantumsleutelverspreiding benaderings gebruik soos die idee dat Eve nie in Alice en Bob se boksies kan kom nie, maar slegs toegang tot die kommunikasiekanaal het. Dit is nie 'n baie lewensvatbare benadering nie. Vandag is daar kwantum hacking. Hy vertel ons dat dit in 'n optiese vesel of kwantumkanaal heel moontlik is om die "instellings" te verander deur blootstelling te gebruik.
Hierdie rigting word in ag geneem in sake van sertifisering. Ons het 'n groot laboratorium in Moskou waar Vadim Makarov, waarskynlik die bekendste "quantum hacker" in die wêreld, werk. In ander lande doen hulle dit baie aktief. Dit is waarby ek uitgekom het. Hoe Eve in ons bokse kan kom, is meer 'n ingenieursprobleem. Ek het myself vroeër as 'n wetenskaplike beskou, so dit is vir my interessant om vanuit 'n ander perspektief na Eva te kyk. Bestudeer byvoorbeeld hoe sy in die kommunikasiekanaal kan kom en alles kan steel sonder dat ons dit agterkom. Ek verkies om nie vir die goeie ouens, Alice en Bob, te werk nie, maar om moontlike aanvalle op kwantumsleutelverspreidingstelsels te ondersoek.
'N Kort inleiding tot Quantum Hacking
Tydkode -
Dmitriy: Kan jy die kenmerke van sulke aanvalle beskryf?
Anton: Die algemeen aanvaarde eienskappe word in drie klasse verdeel. Man-in-die-middel-aanvalle is soortgelyk aan klassieke man-in-die-middel-aanvalle (MITM). Die tweede tipe is meer abstrak, wanneer Eva op een of ander manier met elke pakkie in ons kwantumkanaal interaksie het en die resultaat van so 'n interaksie in sy kwantumgeheue stoor. Daarna wag sy vir die prosedures wat Alice en Bob uitvoer om ooreen te kom, ontvang nog meer inligting, neem mates, ensovoorts. Dit is kollektiewe aanvalle, maar daar is 'n derde tipe - selfs meer abstrak. 'n Beoordeling van werklike parameters word daar bygevoeg.
Vir die tweede tipe aanval, neem ons aan dat Alice en Bob 'n oneindige aantal stukkies tussen hulle deel. In werklikheid is dit onmoontlik, en sodra ons na eindige volumes gaan, begin statistiese skommelinge verskyn. Hulle speel dalk in Eva se hande. Koherente aanvalle neem ook die eindigheid van hulpbronne in ag. Dit is 'n komplekse ding, en nie alle kwantumsleutelverspreidingsprotokolle het so 'n omvattende bewys van sekuriteit nie.
Dit is belangrik om te verstaan dat ons sleutelstukke oordra en sleutels vorm. Hoe jy dit verder gebruik, is aan jou. Dit is waar kriptografiekwessies ter sprake kom. As jy moderne algoritmes soos asimmetriese enkripsie neem, gebruik net hierdie sleutels, dit is geen nut nie. Die enigste metode om weerstand te verseker, is 'n enkripsieblok. Dan is daar geen vrae nie, maar hiervoor moet jy elke keer sleutels genereer en dit vir elke boodskap verander. Dit is 'n komplekse proses.
Die kern van kwantumsleutelverspreiding is dat ons vir al Eve se aanvalle so 'n volume verspreide stukkies kan toeken wat net Alice en net Bob sal weet. Eva sal nie van hom weet nie. Dit is die hoofdoel van ons werk. Maar ek stel belang om met sulke aanvalle vorendag te kom sodat Alice en Bob vol vertroue is in hul veiligheid, en Eve sal alles so reël om die beskerming te omseil.
Jy kan dit nie net vat en nie jou kollegas steur nie
Tydkode -
Dmitriy: Dit blyk dat sulke werk aan die voorpunt maklik die resultate van kollegas in die internasionale gemeenskap kan kanselleer?
Anton: Ta, die Kanadese seminaar waaroor jy gepraat het, is presies waaroor dit gaan. Daar het ek gesê dit is presies wat ons gedoen het, wat 'n vlaag negatiwiteit veroorsaak het. Dit is verklaarbaar. Mense doen al vyf-en-twintig jaar lank wetenskap, en dan kom iemand en sê dat hul resultate nie heeltemal korrek was nie. Dit wys ook hoe dit korrek gedoen sal word. Dit was baie arrogant van my. Maar ek glo dat ons 'n aanval kon maak wat baie nie eers in ag neem of in ag neem nie.
Dmitriy: Kan jy daaroor praat en dit ten minste in algemene terme beskryf?
Anton: Ja seker. Die snaakse ding is dat dit 'n kaping-en-vorentoe aanval is - die eenvoudigste een waaraan jy kan dink. Net dit is ietwat gewysig en ingewikkeld, soos ek sou sê. Vandag, as daar na bewyse van volharding gekyk word, sê mense dat alle kwantumkanale bloot die herverspreiding van inligting tussen Alice, Bob en Eve beskryf.
Wat belangrik is, is dat in hierdie geval alle metings van kwantumtoestande na hierdie verspreiding plaasvind. Ons stel voor om 'n kwantumkanaal op so 'n manier te beskryf dat dit 'n dimensie bevat in verhouding tot watter toestande verander en op Bob afgedwing word. Relatief gesproke het ons iets in die middel van die kanaal, dit probeer onderskei tussen state, wat dit onderskei stuur dit aan Bob, wat dit nie onderskei nie blokkeer dit. Alles wat Bob toe kom, is dus aan Eva bekend. Dit lyk na 'n voor die hand liggende idee, maar om een of ander rede praat niemand in die wêreld daaroor nie.
Dmitriy: En jy het die teoretiese moontlikheid gewys om so 'n aanval uit te voer.
Anton: Ja, ek het hieroor in Toronto gepraat. Ons het baie hewige gesprekke gevoer met mense wat so lank as wat ek leef in hierdie veld werk. Dit was interessant, 'n baie nuttige ervaring.
Waarom dit belangrik is om nie in te jaag na publiseringbeskermingsmetodes nie
Tydkode -
Dmitriy: Om 'n basiese analogie met 'n virus en 'n antivirus te gebruik, behels jou aktiwiteitsveld en konsep 'n T-vormige proses weg van die trajek van die ras van die een na die ander. Kan ons sê dat so 'n benadering nuwe bondels probleme sal skep en dit sal op ander vlakke opgelos moet word, en nie net op een, soos nou nie?
Anton: 'n Baie regverdige vraag. Ek moet hier duidelik wees. Natuurlik stel ek meer belang daarin om met maniere vorendag te kom om aan te val. Maar ons werk almal in die veld van kwantumsleutelverspreiding, ons word daarvoor betaal, en ons wil nie regtig 'n speek in ons eie wiele sit nie. Dit is logies. Wanneer jy vorendag kom met 'n nuwe aanval op kwantumsleutelverspreidingstelsels, sal dit lekker wees om met 'n soort teenmaatreël vorendag te kom. Ons het dit gedoen, ons het 'n manier gevind om dit te hanteer. Dit is nie die mees onbenullige nie, maar dit bestaan. Dit is moontlik om sulke probleme te dek, maar 'n ander vraag is dat wanneer mense nie oor probleme praat nie, dit duidelik is dat hulle dit nie in ag neem nie. Dit beteken dat hulle geen teenmaatreëls het nie.
Op die foto:
Dmitriy: Is hierdie benadering 'n soort onuitgesproke kode in jou gemeenskap?
Anton: Ja, maar ek dink nie dit is reg om 'n oplossing te bied nie. Dit is belangrik om die kwessie te opper. Dan kan iemand byoplossings vind behalwe wat jy het. As jy alles op een slag plaas, sal mense vat wat gereed is en daar sal geen denkontwikkeling wees nie.
Dmitriy: Is dit dan veilig om te sê dat jou oplossing dalk iets van 'n beta-weergawe is, en iewers in jou mou is daar dalk iets selfs interessanter wat jy vir jouself gespaar het?
Anton: Is moontlik.
'n Bietjie oor interaksie met regulerende organisasies
Tydkode -
Dmitriy: Hierdie gebied het die aandag van allerhande regulerende owerhede en intelligensie-agentskappe getrek. Neem dit alles tyd in terme van die koördinering van enige ontwikkelings?
Anton: Baie goeie vraag! Ek sal probeer om dit so ontwykend moontlik te beantwoord. Dit neem 'n aansienlike deel van die tyd in beslag wat aan werklik wetenskaplike projekte bestee kan word. Maar ek verstaan hoekom dit belangrik is.
Dmitriy: Net soos met die sertifisering waaroor ons vroeër gepraat het. Jy kan eenvoudig nie 'n assistent aanstel wat vir jou sal kommunikeer nie. Moet wetenskaplikes die nuanses direk aan alle regulerende organisasies verduidelik en hulle help om dit uit te vind?
Anton: Ja, dit is presies dit. Dit is die regte benadering. Niemand kan beter as jy self verduidelik wat jy gedoen het nie. As jy dit nie kan doen nie, ontstaan vrae oor die realiteit van jou prestasies. Maar as daar 'n geleentheid was om net wetenskap te doen, sou ek verkies om net wetenskap te doen. Maar dit alles is 'n belangrike deel van ons werk, wat ons ook doen.
Dmitriy: Het jy tyd vir persoonlike projekte?
Anton: Komplekse kwessie. Ons vind tyd en doen by dinge. Dit is meer fundamentele probleme. Neem byvoorbeeld kwantumteleportasie - ons berei byvoorbeeld 'n publikasie oor hierdie onderwerp voor. Ons neem ander probleme, iets van kwantumoptika, van kwantuminligtingteorie. Dit is interessante dinge. Ons probeer tyd vind, want die lewe daarsonder is heeltemal vervelig. Dit is onmoontlik om alleen met papierwerk te handel. Ons moet ook wetenskap doen.
Oor die onderskeid tussen fundamentele en toegepaste wetenskap
Tydkode -
Dmitriy: As jy probeer om die tempo van verandering in jou veld te skat, die volume van wetenskaplike publikasies. Hoe beïnvloed dit jou werk en belangstelling in verwante industrieë?
Anton: Ons area is 'n warm onderwerp. Daar is 'n wilde hoeveelheid artikels wat uitkom. Selfs die aantal werklik relevante artikels is enorm. Dit is moeilik om hulle almal op te spoor, dit is eenvoudig onmoontlik.
Dmitriy: Is daar 'n sterk afhanklikheid van hierdie opsporingsproses? Of is jou projekte geïsoleer genoeg om die punt te tref sonder afleiding?
Anton: Isolasie is eerder 'n minus. Wanneer jy jou eie sap instoof, hou jy op om foute raak te sien. Jy dink dalk jy doen alles reg, maar daar is 'n fundamentele fout wat iewers insluip wat jy mis. Dit is goed as daar mense in die wêreld is wat soortgelyke dinge doen. As jy soortgelyke dinge tot 'n mate kan bereik, dan gaan jy in die regte rigting. As die resultate verskil, is dit 'n rede om 'n gesprek te voer en uit te vind wie reg is.
Dmitriy: Maar die werk vind plaas in 'n relatief geslote kring van mense? Is dit nie honderde mense nie?
Anton: Regverdig, maar nie altyd nie. In ons groep is drie mense betrokke om volharding te bewys: ek, my kollega en ons wetenskaplike studieleier. As ons breër gebiede neem - kwantumoptika, inligtingsteorie - is daar vyf van ons. As ons oor kwantumsleutelverspreidingstelsels praat, is daar mense in Moskou, Novosibirsk, Kazan. Maar in Europa en die VSA is dit groot teoretiese groepe.
Dmitriy: Wat kenmerk hierdie verskil in skaal?
Anton: Dit is verskillende maniere om wetenskap te ontwikkel. Ons s'n is anders as die Europese een. Wetenskap volg hier die pad van toegepaste navorsing, wat nou nodig en relevant is. Ek veroordeel nie hierdie benadering nie, maar ek beskou dit as nie baie wetenskaplik nie. Ek is meer beïndruk deur die Westerse een – ’n duidelike onderskeid tussen fundamentele en toegepaste wetenskap. Wanneer dit nie nodig is om nou enige praktiese resultate van fundamentele wetenskap te eis nie. Dit is hoekom dit fundamenteel is, om nie met toegepaste dinge te handel nie.
In die besonder om terug te keer na Zürich. Dit is 'n groot instituut wat uitsluitlik met fundamentele navorsing besig is. Mense bestudeer dinge wat die grondbeginsels van die heelal aan ons verduidelik en ons help om dit beter te verstaan. Hulle kom daar, want dit is wat hulle wil doen. Vir ons gaan belangstelling gepaard met behoefte, die behoefte om iets anders in die oomblik te doen. Daarom is daar so 'n verskil in persepsie en ontwikkeling. Dit is twee heeltemal verskillende paaie.
Dmitriy: Hang hierdie behoefte af van die beplanningshorison van die beherende organisasie, die wetenskaplike gemeenskap of iets anders?
Anton: Dit word gereguleer deur wie die geld toewys. Hy wat betaal, roep die wysie. Ons sien baie belangstelling daarin om toerusting hier en nou te hê. In Europa is daar fondse wat gemik is op fundamentele navorsing. Dit hang af van diegene wat die geld gee.
Ander episodes van ons podcast op Habré:
Bron: will.com