L'empresa Quantum Communications crea sistemes de distribució de claus de xifratge. La seva característica principal és la impossibilitat d'"escoltar".
/Viquimèdia/
Per què s'utilitzen xarxes quàntiques?
Les dades es consideren protegides si el seu temps de desxifrat supera significativament la seva "data de caducitat". Avui dia, cada cop és més difícil complir aquesta condició; això es deu al desenvolupament dels superordinadors. Fa només uns anys, un clúster de 80 ordinadors basats en Pentium 4 "va dominar" () Xifratge RSA de 1024 bits en només 104 hores.
En un superordinador, aquest temps serà significativament més curt, però una de les solucions al problema podria ser un "xifrat absolutament fort", el concepte del qual va ser proposat per Shannon. En aquests sistemes, es generen claus per a cada missatge, la qual cosa augmenta el risc d'intercepció.
Aquí, un nou tipus de línia de comunicació vindrà al rescat: xarxes quàntiques que transmeten dades (claus criptogràfiques) mitjançant fotons individuals. Quan s'intenta interceptar un senyal, aquests fotons es destrueixen, cosa que serveix com a senyal d'intrusió al canal. Aquest sistema de transmissió de dades està sent creat per una petita empresa innovadora a la Universitat ITMO - Comunicacions Quàntiques. Al capdavant hi ha Arthur Gleim, cap del Laboratori d'Informació Quàntica, i Sergei Kozlov, director de l'Institut Internacional de Fotònica i Optoinformàtica.
Com funciona la tecnologia
Es basa en el mètode de comunicació quàntica a freqüències laterals. La seva particularitat és que els fotons únics no són emesos directament per la font. Es transporten a freqüències laterals com a resultat de la modulació de fase dels polsos clàssics. L'interval entre la freqüència portadora i les subfreqüències és d'aproximadament 10-20 pm. Aquest enfocament us permet emetre un senyal quàntic a més de 200 metres a una velocitat de 400 Mbit/s.
Funciona de la següent manera: un làser especial genera un pols amb una longitud d'ona de 1550 nm i l'envia a un modulador de fase electro-òptica. Després de la modulació, apareixen dues freqüències laterals que difereixen de la portadora per la quantitat del senyal de ràdio modulant.
A continuació, utilitzant els canvis de fase, el senyal es codifica bit a bit i es transmet al costat receptor. Quan arriba al receptor, el filtre espectral extreu el senyal de banda lateral (utilitzant un detector de fotons), torna a modular i desxifra les dades.
La informació necessària per establir una connexió segura s'intercanvia a través d'un canal obert. La clau "raw" es genera simultàniament en els mòduls d'emissió i de recepció. Es calcula una taxa d'error, que mostra si hi ha hagut un intent d'escoltar la xarxa. Si tot està en ordre, es corregeixen els errors i es genera una clau criptogràfica secreta als mòduls de transmissió i recepció.
/PD
El que queda per fer
Malgrat la "inpirabilitat" teòrica de les xarxes quàntiques, encara no ofereixen una protecció criptogràfica absoluta. L'equip té un fort impacte en la seguretat. Fa uns anys, un grup d'enginyers de la Universitat de Waterloo va descobrir una vulnerabilitat que podria permetre interceptar dades en una xarxa quàntica. Es va associar amb la possibilitat de "cegar" el fotodetector. Si enceneu una llum brillant al detector, es satura i deixa de registrar fotons. Aleshores, canviant la intensitat de la llum, podeu controlar el sensor i enganyar el sistema.
Per solucionar aquest problema, caldrà canviar els principis de funcionament dels receptors. Ja hi ha un esquema d'equips protegits que és insensible als atacs als detectors; aquests detectors simplement no s'hi inclouen. Però aquestes solucions augmenten el cost d'implementar sistemes quàntics i encara no han anat més enllà del laboratori.
“El nostre equip també està treballant en aquesta direcció. Cooperem amb especialistes canadencs i altres grups estrangers i russos. Si aconseguim tancar les vulnerabilitats a nivell de maquinari, aleshores les xarxes quàntiques es generalitzaran i es convertiran en un camp de proves per provar noves tecnologies", diu Arthur Gleim.
Perspectives
Cada cop hi ha més empreses nacionals que mostren interès per les solucions quàntiques. Només Quantum Communications LLC subministra als clients cinc sistemes de transmissió de dades anualment. Un conjunt d'equips, depenent del rang (de 10 a 200 km), costa entre 10 i 12 milions de rubles. El preu és comparable als anàlegs estrangers amb paràmetres de rendiment més modestos.
Aquest any, Quantum Communications va rebre inversions per un import de cent milions de rubles. Aquests diners ajudaran a l'empresa a portar el producte al mercat internacional. Alguns d'ells es destinaran al desenvolupament de projectes de tercers. En particular, la creació de sistemes de control quàntic per a centres de dades distribuïts. L'equip es basa en sistemes modulars que es poden integrar a la infraestructura informàtica existent.
Els sistemes de transmissió de dades quàntiques es convertiran en la base d'un nou tipus d'infraestructura en el futur. Apareixeran xarxes SDN que utilitzen sistemes de distribució de claus quàntiques combinats amb xifratge tradicional per protegir les dades.
La criptografia matemàtica es continuarà utilitzant per protegir la informació amb un període de confidencialitat limitat, i els mètodes quàntics trobaran el seu lloc en àrees on es requereix una protecció de dades més sòlida.
Al nostre blog sobre Habré:
Font: www.habr.com