Quantum Communications fyrirtækið býr til dulkóðunarlykla dreifikerfi. Helstu eiginleiki þeirra er ómögulegt að „hlera“.
/Wikimedia/
Af hverju er verið að nota skammtakerfi?
Gögn eru talin vernduð ef afkóðunartími þeirra fer verulega yfir „fyrningardagsetningu“. Í dag er að verða erfiðara að uppfylla þetta skilyrði - það er vegna þróunar ofurtölva. Fyrir örfáum árum síðan „náði þyrping af 80 Pentium 4 tölvum“ () 1024 bita RSA dulkóðun á aðeins 104 klukkustundum.
Í ofurtölvu verður þessi tími verulega styttri, en ein af lausnum vandans gæti verið „algerlega sterk dulmál“, hugmyndin sem Shannon lagði til. Í slíkum kerfum eru búnir til lyklar fyrir hvert skeyti sem eykur hættuna á hlerun.
Hér mun ný tegund samskiptalína koma til bjargar - skammtakerfi sem senda gögn (dulkóðunarlykla) með því að nota stakar ljóseindir. Þegar reynt er að stöðva merki eyðileggjast þessar ljóseindir, sem þjónar sem merki um innrás í rásina. Slíkt gagnaflutningskerfi er búið til af litlu nýsköpunarfyrirtæki við ITMO háskólann - Quantum Communications. Við stjórnvölinn eru Arthur Gleim, yfirmaður skammtafræðirannsóknarstofu, og Sergei Kozlov, forstjóri International Institute of Photonics and Optoinformatics.
Hvernig tæknin virkar
Það er byggt á aðferð skammtasamskipta á hliðartíðnum. Sérkenni þess er að stakar ljóseindir eru ekki sendar beint frá upptökum. Þeir eru fluttir til hliðartíðni sem afleiðing af fasamótun klassískra púlsa. Bilið á milli burðartíðni og undirtíðni er um það bil 10–20 á kvöldin. Þessi nálgun gerir þér kleift að senda út skammtamerki yfir 200 metra á 400 Mbit/s hraða.
Það virkar sem hér segir: sérstakur leysir framleiðir púls með bylgjulengd 1550 nm og sendir hann í raf-sjónfasamótara. Eftir mótun birtast tvær hliðartíðnir sem eru frábrugðnar burðarberanum eftir magni mótunarútvarpsmerkisins.
Næst, með því að nota fasaskipti, er merkið bit-fyrir-bita kóðað og sent til móttökuhliðarinnar. Þegar hún nær til móttakarans, dregur litrófssían út hliðarbandsmerkið (með því að nota ljóseindaskynjara), endurfasa mótar og afkóðar gögnin.
Upplýsingarnar sem þarf til að koma á öruggri tengingu er skipst á opinni rás. „hrái“ lykillinn er myndaður samtímis í sendingar- og móttökueiningunum. Fyrir það er reiknað villuhlutfall sem sýnir hvort reynt hafi verið að hlera netið. Ef allt er í lagi, þá eru villurnar leiðréttar og leynilegur dulmálslykill er búinn til í sendingar- og móttökueiningunum.
/PD
Hvað á eftir að gera
Þrátt fyrir fræðilegan „óhökkanleika“ skammtafræðineta, veita þau enn ekki algjöra dulmálsvernd. Búnaður hefur mikil áhrif á öryggi. Fyrir nokkrum árum uppgötvaði hópur verkfræðinga frá háskólanum í Waterloo varnarleysi sem gæti gert kleift að stöðva gögn í skammtakerfi. Það tengdist möguleikanum á að „blinda“ ljósnemann. Ef þú lýsir skæru ljósi á skynjarann verður hann mettaður og hættir að skrá ljóseindir. Síðan, með því að breyta styrkleika ljóssins, geturðu stjórnað skynjaranum og blekkt kerfið.
Til að leysa þetta vandamál verður að breyta reglum um notkun móttakara. Nú þegar er til kerfi fyrir verndaðan búnað sem er ónæmur fyrir árásum á skynjara - þessir skynjarar eru einfaldlega ekki innifalin í því. En slíkar lausnir auka kostnað við að innleiða skammtakerfi og hafa ekki enn farið út fyrir rannsóknarstofuna.
„Teymið okkar vinnur líka í þessa átt. Við erum í samstarfi við kanadíska sérfræðinga og aðra erlenda og rússneska hópa. Ef okkur tekst að loka veikleikum á vélbúnaðarstigi, þá munu skammtakerfi verða útbreidd og verða prófunarvettvangur til að prófa nýja tækni,“ segir Arthur Gleim.
Horfur
Sífellt fleiri innlend fyrirtæki sýna skammtafræðilausnum áhuga. Aðeins Quantum Communications LLC útvegar viðskiptavinum fimm gagnaflutningskerfi árlega. Eitt sett af búnaði, allt eftir drægni (frá 10 til 200 km), kostar 10–12 milljónir rúblur. Verðið er sambærilegt við erlendar hliðstæður með hóflegri frammistöðubreytur.
Á þessu ári fékk Quantum Communications fjárfestingar að upphæð hundrað milljón rúblur. Þessir peningar munu hjálpa fyrirtækinu að koma vörunni á alþjóðlegan markað. Sumir þeirra munu fara í þróun verkefna þriðja aðila. Einkum sköpun skammtastjórnunarkerfa fyrir dreifðar gagnaver. Teymið treystir á einingakerfi sem hægt er að samþætta inn í núverandi upplýsingatækniinnviði.
Skammtagagnaflutningskerfi verða undirstaða nýrrar tegundar innviða í framtíðinni. SDN net mun birtast sem nota skammtalykladreifingarkerfi pöruð við hefðbundna dulkóðun til að vernda gögn.
Stærðfræðileg dulmál verður áfram notuð til að vernda upplýsingar með takmarkaðan trúnaðartíma og skammtafræðiaðferðir munu finna sinn sess á sviðum þar sem þörf er á öflugri gagnavernd.
Í blogginu okkar á Habré:
Heimild: www.habr.com