Quantum Communications ձեռնարկությունը ստեղծում է գաղտնագրման բանալիների բաշխման համակարգեր: Նրանց հիմնական առանձնահատկությունը «գաղտնալսման» անհնարինությունն է։
/Վիքիմեդիա/
Ինչու են օգտագործվում քվանտային ցանցերը:
Տվյալները համարվում են պաշտպանված, եթե դրանց վերծանման ժամանակը զգալիորեն գերազանցում է «ժամկետի ժամկետը»: Այսօր այս պայմանի կատարումն ավելի դժվար է դառնում՝ դա պայմանավորված է սուպերհամակարգիչների մշակմամբ։ Ընդամենը մի քանի տարի առաջ Pentium 80-ի վրա հիմնված 4 համակարգիչների կլաստերը «յուրացրել է» () 1024-բիթանոց RSA կոդավորումը ընդամենը 104 ժամում:
Գերհամակարգչի վրա այս ժամանակը զգալիորեն ավելի կարճ կլինի, սակայն խնդրի լուծումներից մեկը կարող է լինել «բացարձակապես ուժեղ ծածկագիրը», որի հայեցակարգն առաջարկել է Շենոնը: Նման համակարգերում յուրաքանչյուր հաղորդագրության համար ստեղծվում են բանալիներ, ինչը մեծացնում է գաղտնալսման վտանգը:
Այստեղ օգնության կգա նոր տեսակի կապի գիծ՝ քվանտային ցանցերը, որոնք փոխանցում են տվյալներ (կրիպտոգրաֆիկ բանալիներ)՝ օգտագործելով միայնակ ֆոտոններ։ Երբ փորձում են կալանել ազդանշանը, այդ ֆոտոնները ոչնչացվում են, ինչը ծառայում է որպես ալիք ներխուժման նշան։ Տվյալների փոխանցման նման համակարգ է ստեղծում ITMO համալսարանի փոքր նորարարական ձեռնարկությունը՝ Quantum Communications-ը: Ղեկին են Քվանտային տեղեկատվական լաբորատորիայի ղեկավար Արթուր Գլեյմը և Ֆոտոնիկայի և օպտոինֆորմատիկայի միջազգային ինստիտուտի տնօրեն Սերգեյ Կոզլովը։
Ինչպես է աշխատում տեխնոլոգիան
Այն հիմնված է կողային հաճախականություններով քվանտային հաղորդակցության մեթոդի վրա։ Դրա առանձնահատկությունն այն է, որ միայնակ ֆոտոնները ուղղակիորեն չեն արտանետվում աղբյուրից։ Դասական իմպուլսների փուլային մոդուլյացիայի արդյունքում դրանք տեղափոխվում են կողային հաճախականություններ։ Փոխադրողի հաճախականության և ենթահաճախությունների միջև ընկած ժամանակահատվածը մոտավորապես 10-20 pm է: Այս մոտեցումը թույլ է տալիս հեռարձակել քվանտային ազդանշան 200 մետրից ավելի 400 Մբիթ/վ արագությամբ:
Այն աշխատում է հետևյալ կերպ՝ հատուկ լազերը առաջացնում է 1550 նմ ալիքի երկարությամբ իմպուլս և այն ուղարկում էլեկտրաօպտիկական ֆազային մոդուլատոր։ Մոդուլյացիայից հետո հայտնվում են երկու կողմնակի հաճախականություններ, որոնք տարբերվում են կրիչից մոդուլացնող ռադիոազդանշանի քանակով:
Հաջորդը, օգտագործելով փուլային տեղաշարժերը, ազդանշանը կոդավորվում է բիթ առ բիթ և փոխանցվում ընդունող կողմին: Երբ այն հասնում է ստացողին, սպեկտրային ֆիլտրը արդյունահանում է կողային ժապավենի ազդանշանը (օգտագործելով ֆոտոնային դետեկտոր), վերաֆազավորում է և վերծանում տվյալները:
Անվտանգ կապ հաստատելու համար անհրաժեշտ տեղեկատվությունը փոխանակվում է բաց ալիքով: «Հում» բանալին ստեղծվում է միաժամանակ փոխանցող և ընդունող մոդուլներում: Դրա համար հաշվարկվում է սխալի գործակից, որը ցույց է տալիս, թե արդյոք փորձ է արվել գաղտնալսել ցանցը։ Եթե ամեն ինչ կարգին է, ապա սխալները ուղղվում են, և փոխանցող և ընդունող մոդուլներում գեներացվում է գաղտնի գաղտնագրման բանալի։
/PD
Ինչ մնում է անել
Չնայած քվանտային ցանցերի տեսական «unhackability»-ին, դրանք դեռ չեն ապահովում բացարձակ ծածկագրային պաշտպանություն: Սարքավորումները մեծ ազդեցություն ունեն անվտանգության վրա: Մի քանի տարի առաջ Վաթերլոյի համալսարանի մի խումբ ինժեներներ հայտնաբերեցին խոցելիություն, որը կարող էր թույլ տալ տվյալների գաղտնալսումը քվանտային ցանցում: Դա կապված էր ֆոտոդետեկտորը «կուրացնելու» հնարավորության հետ։ Եթե դետեկտորի վրա վառ լույս եք տալիս, այն դառնում է հագեցած և դադարում է գրանցել ֆոտոնները: Այնուհետև, փոխելով լույսի ինտենսիվությունը, կարող եք կառավարել սենսորը և հիմարացնել համակարգը:
Այս խնդիրը լուծելու համար պետք է փոխվեն ընդունիչների շահագործման սկզբունքները։ Արդեն գոյություն ունի պաշտպանված սարքավորումների սխեման, որն անզգայուն է դետեկտորների վրա հարձակումների նկատմամբ. այդ դետեկտորները պարզապես ներառված չեն դրանում: Բայց նման լուծումները մեծացնում են քվանտային համակարգերի ներդրման արժեքը և դեռ չեն անցել լաբորատորիայի սահմանները:
«Մեր թիմը նույնպես աշխատում է այս ուղղությամբ։ Մենք համագործակցում ենք կանադացի մասնագետների և այլ օտարերկրյա և ռուսական խմբերի հետ։ Եթե մեզ հաջողվի փակել խոցելիությունը ապարատային մակարդակում, ապա քվանտային ցանցերը լայն տարածում կստանան և կդառնան նոր տեխնոլոգիաների փորձարկման փորձադաշտ»,- ասում է Արթուր Գլեյմը։
Հեռանկարները
Ավելի ու ավելի շատ հայրենական ընկերություններ են հետաքրքրվում քվանտային լուծումներով։ Միայն Quantum Communications ՍՊԸ-ն հաճախորդներին տարեկան մատակարարում է տվյալների փոխանցման հինգ համակարգ: Սարքավորման մեկ հավաքածուն, կախված միջակայքից (10-ից 200 կմ), արժե 10-12 միլիոն ռուբլի: Գինը համեմատելի է արտասահմանյան անալոգների հետ ավելի համեստ կատարողական պարամետրերով:
Այս տարի Quantum Communications-ը հարյուր միլիոն ռուբլու չափով ներդրումներ է ստացել։ Այս գումարը կօգնի ընկերությանը արտադրանքը դուրս բերել միջազգային շուկա։ Նրանցից ոմանք կուղղվեն երրորդ կողմի նախագծերի մշակմանը: Մասնավորապես, բաշխված տվյալների կենտրոնների քվանտային կառավարման համակարգերի ստեղծումը։ Թիմը հենվում է մոդուլային համակարգերի վրա, որոնք կարող են ինտեգրվել առկա ՏՏ ենթակառուցվածքին:
Տվյալների փոխանցման քվանտային համակարգերը ապագայում կդառնան նոր տեսակի ենթակառուցվածքի հիմքը։ Կհայտնվեն SDN ցանցեր, որոնք օգտագործում են քվանտային բանալիների բաշխման համակարգեր՝ զուգակցված ավանդական կոդավորման հետ՝ տվյալների պաշտպանության համար:
Մաթեմատիկական ծածկագրությունը կշարունակվի օգտագործվել սահմանափակ գաղտնիության ժամկետով տեղեկատվությունը պաշտպանելու համար, իսկ քվանտային մեթոդները կգտնեն իրենց տեղը այն տարածքներում, որտեղ անհրաժեշտ է տվյալների ավելի ամուր պաշտպանություն:
Habré-ի մեր բլոգում.
Source: www.habr.com