A empresa Quantum Communications crea sistemas de distribución de claves de cifrado. A súa característica principal é a imposibilidade de "escoitas".
/Wikimedia/
Por que se utilizan redes cuánticas?
Os datos considéranse protexidos se o seu tempo de descifrado supera significativamente a súa "data de caducidade". Hoxe, é cada vez máis difícil cumprir esta condición - isto débese ao desenvolvemento de supercomputadoras. Hai só uns anos, un clúster de 80 ordenadores baseados en Pentium 4 "dominou" () Cifrado RSA de 1024 bits en só 104 horas.
Nunha supercomputadora, esta vez será significativamente máis curta, pero unha das solucións ao problema podería ser un "cifrado absolutamente forte", cuxo concepto foi proposto por Shannon. Nestes sistemas, xéranse claves para cada mensaxe, o que aumenta o risco de interceptación.
Aquí, un novo tipo de liña de comunicación acudirá ao rescate: redes cuánticas que transmiten datos (claves criptográficas) utilizando fotóns únicos. Cando se intenta interceptar un sinal, estes fotóns son destruídos, o que serve como sinal de intrusión na canle. Tal sistema de transmisión de datos está a ser creado por unha pequena empresa innovadora da ITMO University - Quantum Communications. Á fronte están Arthur Gleim, xefe do Laboratorio de Información Cuántica, e Sergei Kozlov, director do Instituto Internacional de Fotónica e Optoinformática.
Como funciona a tecnoloxía
Está baseado no método de comunicación cuántica en frecuencias laterais. A súa peculiaridade é que os fotóns individuais non son emitidos directamente pola fonte. Son transportados a frecuencias laterais como resultado da modulación de fase dos pulsos clásicos. O intervalo entre a frecuencia portadora e as subfrecuencias é de aproximadamente 10-20 pm. Este enfoque permítelle transmitir un sinal cuántico a máis de 200 metros a unha velocidade de 400 Mbit/s.
Funciona do seguinte xeito: un láser especial xera un pulso cunha lonxitude de onda de 1550 nm e envíao a un modulador de fase electro-óptico. Despois da modulación, aparecen dúas frecuencias laterais que se diferencian da portadora pola cantidade de sinal de radio modulante.
A continuación, usando cambios de fase, o sinal codifica bit a bit e transmítese ao lado receptor. Cando chega ao receptor, o filtro espectral extrae o sinal de banda lateral (usando un detector de fotóns), refase modula e descifra os datos.
A información necesaria para establecer unha conexión segura intercámbiase a través dunha canle aberta. A clave "raw" xérase simultaneamente nos módulos de transmisión e recepción. Calcúlase unha taxa de erro para el, que mostra se houbo un intento de escoitar a rede. Se todo está en orde, corríxense os erros e xérase unha clave criptográfica secreta nos módulos de transmisión e recepción.
/PD
O que queda por facer
A pesar da "inhackeabilidade" teórica das redes cuánticas, aínda non proporcionan unha protección criptográfica absoluta. Os equipos teñen un forte impacto na seguridade. Hai uns anos, un grupo de enxeñeiros da Universidade de Waterloo descubriu unha vulnerabilidade que podería permitir que se intercepten datos nunha rede cuántica. Asociouse coa posibilidade de "cegar" o fotodetector. Se iluminas o detector con luz brillante, este satúrase e deixa de rexistrar fotóns. Despois, cambiando a intensidade da luz, pode controlar o sensor e enganar o sistema.
Para resolver este problema, haberá que cambiar os principios de funcionamento dos receptores. Xa existe un esquema para equipos protexidos que é insensible aos ataques aos detectores; estes detectores simplemente non están incluídos nel. Pero tales solucións aumentan o custo de implementación de sistemas cuánticos e aínda non pasaron do laboratorio.
"O noso equipo tamén está a traballar nesta dirección. Cooperamos con especialistas canadenses e outros grupos estranxeiros e rusos. Se logramos pechar as vulnerabilidades a nivel de hardware, as redes cuánticas xeneralizaranse e converteranse nun campo de probas para probar novas tecnoloxías", di Arthur Gleim.
Perspectivas
Cada vez son máis as empresas nacionais que están a mostrar interese polas solucións cuánticas. Só Quantum Communications LLC ofrece aos clientes cinco sistemas de transmisión de datos ao ano. Un conxunto de equipos, dependendo da gama (de 10 a 200 km), custa entre 10 e 12 millóns de rublos. O prezo é comparable aos análogos estranxeiros con parámetros de rendemento máis modestos.
Este ano, Quantum Communications recibiu investimentos por valor de cen millóns de rublos. Este diñeiro axudará á empresa a levar o produto ao mercado internacional. Algúns deles destinaranse ao desenvolvemento de proxectos de terceiros. En particular, a creación de sistemas de control cuántico para centros de datos distribuídos. O equipo confía en sistemas modulares que se poden integrar na infraestrutura de TI existente.
Os sistemas de transmisión de datos cuánticos converteranse no futuro na base dun novo tipo de infraestrutura. Aparecerán redes SDN que usan sistemas de distribución de claves cuánticas combinados co cifrado tradicional para protexer os datos.
A criptografía matemática seguirá utilizándose para protexer a información cun período de confidencialidade limitado, e os métodos cuánticos atoparán o seu oco nas áreas onde se require unha protección de datos máis sólida.
No noso blog sobre Habré:
Fonte: www.habr.com