Perusahaan Quantum Communications menciptakan sistem distribusi kunci enkripsi. Fitur utama mereka adalah ketidakmungkinan “penyadapan”.
/Wikimedia/
Mengapa jaringan kuantum digunakan?
Data dianggap terlindungi jika waktu dekripsinya jauh melebihi “tanggal kedaluwarsanya”. Saat ini, memenuhi kondisi ini menjadi semakin sulit - hal ini disebabkan oleh perkembangan superkomputer. Beberapa tahun yang lalu, sekelompok 80 komputer berbasis Pentium 4 “menguasai” () Enkripsi RSA 1024-bit hanya dalam 104 jam.
Pada superkomputer, waktu ini akan jauh lebih singkat, namun salah satu solusi untuk masalah ini adalah “sandi yang benar-benar kuat”, konsep yang diusulkan oleh Shannon. Dalam sistem seperti itu, kunci dihasilkan untuk setiap pesan, yang meningkatkan risiko intersepsi.
Di sini, jalur komunikasi jenis baru akan membantu - jaringan kuantum yang mengirimkan data (kunci kriptografi) menggunakan foton tunggal. Ketika mencoba mencegat sinyal, foton-foton ini dihancurkan, yang berfungsi sebagai tanda intrusi ke dalam saluran. Sistem transmisi data seperti itu sedang diciptakan oleh perusahaan kecil inovatif di Universitas ITMO - Quantum Communications. Yang memimpin adalah Arthur Gleim, kepala Laboratorium Informasi Kuantum, dan Sergei Kozlov, direktur Institut Internasional Fotonik dan Optoinformatika.
Bagaimana teknologi bekerja
Hal ini didasarkan pada metode komunikasi kuantum pada frekuensi samping. Keunikannya adalah foton tunggal tidak dipancarkan langsung oleh sumbernya. Mereka dibawa ke frekuensi samping sebagai hasil modulasi fase pulsa klasik. Interval antara frekuensi pembawa dan subfrekuensi kira-kira 10-20 malam. Pendekatan ini memungkinkan Anda menyiarkan sinyal kuantum lebih dari 200 meter dengan kecepatan 400 Mbit/s.
Cara kerjanya sebagai berikut: laser khusus menghasilkan pulsa dengan panjang gelombang 1550 nm dan mengirimkannya ke modulator fase elektro-optik. Setelah modulasi, muncul dua frekuensi samping yang berbeda dari pembawa dalam jumlah sinyal radio yang dimodulasi.
Selanjutnya, dengan menggunakan pergeseran fasa, sinyal dikodekan sedikit demi sedikit dan dikirim ke sisi penerima. Ketika mencapai penerima, filter spektral mengekstraksi sinyal sideband (menggunakan detektor foton), memodulasi fase ulang, dan mendekripsi data.
Informasi yang diperlukan untuk membuat sambungan aman dipertukarkan melalui saluran terbuka. Kunci “mentah” dihasilkan secara bersamaan di modul pengirim dan penerima. Tingkat kesalahan dihitung untuk itu, yang menunjukkan apakah ada upaya untuk menyadap jaringan. Jika semuanya beres, maka kesalahan diperbaiki, dan kunci kriptografi rahasia dihasilkan dalam modul pengirim dan penerima.
/PD
Apa yang masih harus dilakukan
Meskipun jaringan kuantum secara teoritis “tidak dapat diretas”, mereka belum memberikan perlindungan kriptografi mutlak. Peralatan memiliki dampak yang kuat terhadap keselamatan. Beberapa tahun yang lalu, sekelompok insinyur dari Universitas Waterloo menemukan kerentanan yang memungkinkan data disadap dalam jaringan kuantum. Hal ini dikaitkan dengan kemungkinan “membutakan” fotodetektor. Jika Anda menyinari detektor dengan cahaya terang, detektor menjadi jenuh dan berhenti mencatat foton. Kemudian, dengan mengubah intensitas cahaya, Anda dapat mengontrol sensor dan mengelabui sistem.
Untuk mengatasi masalah ini, prinsip pengoperasian receiver harus diubah. Sudah ada skema untuk peralatan terlindungi yang tidak sensitif terhadap serangan terhadap detektor - detektor ini tidak termasuk di dalamnya. Namun solusi seperti itu meningkatkan biaya penerapan sistem kuantum dan belum melampaui batas laboratorium.
“Tim kami juga bekerja ke arah ini. Kami bekerja sama dengan spesialis Kanada dan kelompok asing dan Rusia lainnya. Jika kita berhasil menutup kerentanan di tingkat perangkat keras, maka jaringan kuantum akan tersebar luas dan akan menjadi tempat pengujian untuk menguji teknologi baru,” kata Arthur Gleim.
Prospek
Semakin banyak perusahaan domestik yang menunjukkan minat terhadap solusi kuantum. Hanya Quantum Communications LLC yang memasok lima sistem transmisi data kepada pelanggan setiap tahunnya. Satu set peralatan, tergantung pada jangkauannya (dari 10 hingga 200 km), berharga 10–12 juta rubel. Harganya sebanding dengan analog asing dengan parameter kinerja yang lebih sederhana.
Tahun ini, Quantum Communications menerima investasi sebesar seratus juta rubel. Uang ini akan membantu perusahaan membawa produknya ke pasar internasional. Beberapa dari mereka akan digunakan untuk pengembangan proyek pihak ketiga. Secara khusus, pembuatan sistem kontrol kuantum untuk pusat data terdistribusi. Tim ini mengandalkan sistem modular yang dapat diintegrasikan ke dalam infrastruktur TI yang ada.
Sistem transmisi data kuantum akan menjadi dasar infrastruktur jenis baru di masa depan. Akan muncul jaringan SDN yang menggunakan sistem distribusi kunci kuantum yang dipasangkan dengan enkripsi tradisional untuk melindungi data.
Kriptografi matematis akan terus digunakan untuk melindungi informasi dengan periode kerahasiaan terbatas, dan metode kuantum akan menemukan tempatnya di area yang memerlukan perlindungan data yang lebih kuat.
Di blog kami di Habré:
Sumber: www.habr.com