Quantum Communications 企業は、暗号化キー配布システムを作成しています。 最大の特徴は「盗聴」が不可能であること。
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なぜ量子ネットワークが使われるのでしょうか?
データの復号化時間が「有効期限」を大幅に超えている場合、データは保護されているとみなされます。 現在、スーパーコンピューターの発達により、この条件を満たすことがますます難しくなってきています。 ほんの数年前、80 台の Pentium 4 ベースのコンピューターのクラスターが「マスター」されました () わずか 1024 時間で 104 ビット RSA 暗号化。
スーパーコンピュータでは、この時間は大幅に短縮されますが、この問題の解決策の XNUMX つは、シャノンによって提案された概念である「絶対に強力な暗号」である可能性があります。 このようなシステムでは、メッセージごとにキーが生成されるため、傍受のリスクが高まります。
ここで、新しいタイプの通信回線、つまり単一光子を使用してデータ (暗号鍵) を送信する量子ネットワークが役に立ちます。 信号を傍受しようとすると、これらの光子は破壊され、これはチャネルへの侵入の兆候として機能します。 このようなデータ伝送システムは、ITMO 大学の革新的な小規模企業、Quantum Communications によって作成されています。 指揮を執るのは、量子情報研究所所長のアーサー・グライム氏と、国際フォトニクス・オプトインフォマティクス研究所所長のセルゲイ・コズロフ氏だ。
テクノロジーの仕組み
これは、側周波数での量子通信の方法に基づいています。 その特徴は、単一光子が光源から直接放出されないことです。 それらは、古典パルスの位相変調の結果として副周波数に運ばれます。 キャリア周波数とサブ周波数の間の間隔は約 10 ～ 20 pm です。 このアプローチにより、量子信号を 200 Mbit/s の速度で 400 メートルにわたってブロードキャストすることができます。
これは次のように動作します。特殊なレーザーが波長 1550 nm のパルスを生成し、それを電気光学位相変調器に送信します。 変調後、変調無線信号の量だけ搬送波とは異なる XNUMX つのサイド周波数が現れます。
次に、位相シフトを使用して、信号はビットごとにエンコードされ、受信側に送信されます。 データが受信機に到達すると、スペクトル フィルターが (光子検出器を使用して) 側波帯信号を抽出し、再位相変調し、データを復号化します。
安全な接続を確立するために必要な情報は、オープン チャネルを通じて交換されます。 「生」キーは送信モジュールと受信モジュールで同時に生成されます。 エラー率が計算され、ネットワークを盗聴する試みがあったかどうかが示されます。 すべてが正常であれば、エラーが修正され、送信モジュールと受信モジュールで秘密暗号キーが生成されます。
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やるべきことは残っている
量子ネットワークは理論的には「ハッキング不可能」であるにもかかわらず、まだ絶対的な暗号保護を提供していません。 設備は安全性に大きな影響を与えます。 数年前、ウォータールー大学のエンジニアのグループは、量子ネットワークでデータの傍受を可能にする脆弱性を発見しました。 これは、光検出器を「盲目にする」可能性と関連していました。 検出器に明るい光を当てると、検出器が飽和して光子の記録が停止します。 次に、光の強度を変更することでセンサーを制御し、システムを騙すことができます。
この問題を解決するには、受信機の動作原理を変更する必要があります。 検出器に対する攻撃に影響を受けない保護された機器のためのスキームがすでに存在します。これらの検出器は単純にそのスキームに含まれていません。 しかし、そのようなソリューションは量子システムの実装コストを増加させ、まだ実験室の域を超えていません。
「私たちのチームもこの方向に取り組んでいます。 私たちはカナダの専門家やその他の外国およびロシアのグループと協力しています。 ハードウェアレベルで脆弱性を解決できれば、量子ネットワークは普及し、新しいテクノロジーをテストするための実験場となるでしょう」とアーサー・グライム氏は言う。
見込み
量子ソリューションに関心を示す国内企業が増えている。 Quantum Communications LLC だけが、年間 10 つのデータ伝送システムを顧客に提供しています。 距離（200〜10km）に応じて、12セットの機器の費用はXNUMX〜XNUMX万ルーブルです。 価格は、より控えめなパフォーマンスパラメーターを備えた外国の類似品に匹敵します。
今年、Quantum Communications は XNUMX 億ルーブルの投資を受けました。 この資金は、同社が製品を国際市場に投入するのに役立ちます。 そのうちのいくつかはサードパーティのプロジェクトの開発に使われる予定です。 特に、分散データセンター向けの量子制御システムの構築です。 チームは、既存の IT インフラストラクチャに統合できるモジュール式システムを利用しています。
量子データ伝送システムは、将来的には新しいタイプのインフラの基盤となるでしょう。 データを保護するために、従来の暗号化と組み合わせた量子鍵配布システムを使用する SDN ネットワークが登場します。
数学的暗号は、限られた機密期間で情報を保護するために引き続き使用され、量子手法は、より堅牢なデータ保護が必要な分野で活躍するでしょう。
ハブレに関するブログでは次のように書かれています。
出所： habr.com