Quantum Communications компани нь шифрлэлтийн түлхүүр түгээлтийн системийг бий болгодог. Тэдний гол онцлог нь "утас чагнах" боломжгүй юм.
/Викимедиа/
Яагаад квант сүлжээг ашиглаж байна вэ?
Хэрэв өгөгдлийн шифрийг тайлах хугацаа нь "хугацаа дуусах хугацаа"-аас хамаагүй хэтэрсэн тохиолдолд хамгаалагдсан гэж үзнэ. Өнөөдөр энэ нөхцлийг биелүүлэх нь улам хэцүү болж байна - энэ нь супер компьютерийн хөгжилтэй холбоотой юм. Хэдхэн жилийн өмнө Pentium 80-д суурилсан 4 компьютерээс бүрдсэн кластер () 1024 битийн RSA шифрлэлт ердөө 104 цагийн дотор.
Суперкомпьютер дээр энэ хугацаа хамаагүй богино байх болно, гэхдээ асуудлыг шийдэх нэг шийдэл нь Шеннонгийн санал болгосон "туйлын хүчтэй шифр" байж болох юм. Ийм системд мессеж бүрт түлхүүрүүд үүсдэг бөгөөд энэ нь түүнийг саатуулах эрсдэлийг нэмэгдүүлдэг.
Энд шинэ төрлийн холбооны шугам аврах ажилд ирнэ - нэг фотон ашиглан өгөгдөл (криптографийн түлхүүр) дамжуулдаг квант сүлжээ. Дохио таслахыг оролдох үед эдгээр фотонууд устдаг бөгөөд энэ нь суваг руу нэвтрэн орох шинж тэмдэг болдог. Ийм өгөгдөл дамжуулах системийг ITMO их сургуулийн Квант Харилцаа холбооны жижиг шинэлэг аж ахуйн нэгж бүтээж байна. Квантын мэдээллийн лабораторийн дарга Артур Глейм, Олон улсын фотоник, оптоинформатикийн хүрээлэнгийн захирал Сергей Козлов нар удирдаж байна.
Технологи хэрхэн ажилладаг
Энэ нь хажуугийн давтамжийн квант холбооны аргад суурилдаг. Үүний онцлог нь нэг фотоныг эх үүсвэрээс шууд ялгаруулдаггүй явдал юм. Сонгодог импульсийн фазын модуляцын үр дүнд тэдгээрийг хажуугийн давтамж руу шилжүүлдэг. Тээвэрлэгчийн давтамж ба дэд давтамжийн хоорондох зай нь ойролцоогоор 10-20 цаг байна. Энэ арга нь квант дохиог 200 метрээс дээш зайд 400 Мбит/с хурдтайгаар дамжуулах боломжийг олгодог.
Энэ нь дараах байдлаар ажилладаг: тусгай лазер нь 1550 нм долгионы урттай импульс үүсгэж, цахилгаан оптик фазын модулятор руу илгээдэг. Модуляцын дараа модуляцын радио дохионы хэмжээгээр тээвэрлэгчээс ялгаатай хоёр хажуугийн давтамж гарч ирнэ.
Дараа нь фазын шилжилтийг ашиглан дохиог битээр кодлож, хүлээн авагч тал руу дамжуулдаг. Хүлээн авагчид хүрэх үед спектрийн шүүлтүүр нь хажуугийн зурвасын дохиог гаргаж авдаг (фотон мэдрэгч ашиглан), дахин фазын модуляц хийж, өгөгдлийг тайлдаг.
Аюулгүй холболтыг бий болгоход шаардлагатай мэдээллийг нээлттэй сувгаар солилцдог. "Түүхий" түлхүүр нь дамжуулах болон хүлээн авах модулиудад нэгэн зэрэг үүсдэг. Үүний алдааны түвшинг тооцдог бөгөөд энэ нь сүлжээг чагнахыг оролдсон эсэхийг харуулдаг. Хэрэв бүх зүйл эмх цэгцтэй байвал алдааг засч, дамжуулах болон хүлээн авах модулиудад нууц криптографийн түлхүүр үүсдэг.
/ПД
Хийх зүйл үлдсэн
Квантын сүлжээнүүдийн онолын хувьд "хакерагдах боломжгүй" хэдий ч тэдгээр нь үнэмлэхүй криптографийн хамгаалалтыг хараахан хангаагүй байна. Тоног төхөөрөмж нь аюулгүй байдалд хүчтэй нөлөөлдөг. Хэдэн жилийн өмнө Ватерлоогийн их сургуулийн хэсэг инженерүүд квантын сүлжээнд өгөгдөл саатуулах боломжийг олгодог эмзэг байдлыг олж илрүүлжээ. Энэ нь фото илрүүлэгчийг "сохлох" боломжтой холбоотой байв. Хэрэв та детектор дээр тод гэрэл тусгавал энэ нь ханасан болж, фотоныг бүртгэхээ болино. Дараа нь гэрлийн эрчмийг өөрчилснөөр та мэдрэгчийг удирдаж, системийг хуурч чадна.
Энэ асуудлыг шийдэхийн тулд хүлээн авагчийн ажиллах зарчмыг өөрчлөх шаардлагатай болно. Илрүүлэгчид довтлоход мэдрэмтгий биш хамгаалагдсан тоног төхөөрөмжийн схем аль хэдийн байдаг - эдгээр детекторууд үүнд ороогүй болно. Гэхдээ ийм шийдэл нь квант системийг хэрэгжүүлэх зардлыг нэмэгдүүлж, лабораторийн хүрээнээс хараахан гараагүй байна.
“Манай хамт олон ч энэ чиглэлээр ажиллаж байна. Бид Канадын мэргэжилтнүүд болон бусад гадаад, Оросын бүлгүүдтэй хамтран ажилладаг. Хэрэв бид техник хангамжийн түвшинд эмзэг байдлыг хааж чадвал квант сүлжээ өргөн тархаж, шинэ технологийг турших туршилтын талбар болно” гэж Артур Глейм хэлэв.
Ойрын ирээдүй
Олон тооны дотоодын компаниуд квант шийдлийг сонирхож байна. Зөвхөн Quantum Communications ХХК нь хэрэглэгчдэд жилд таван өгөгдөл дамжуулах системийг нийлүүлдэг. Нэг багц тоног төхөөрөмж нь хүрээнээс хамааран (10-200 км) 10-12 сая рублийн үнэтэй байдаг. Үнэ нь илүү даруухан гүйцэтгэлийн үзүүлэлт бүхий гадаад аналогитай харьцуулах боломжтой юм.
Энэ жил Quantum Communications компани зуун сая рублийн хөрөнгө оруулалтыг хүлээн авсан. Энэ мөнгө тус компанид бүтээгдэхүүнээ олон улсын зах зээлд гаргахад тусална. Тэдний зарим нь гуравдагч этгээдийн төсөл боловсруулахад явах болно. Ялангуяа тархсан мэдээллийн төвүүдэд квант хяналтын системийг бий болгох. Баг нь одоо байгаа мэдээллийн технологийн дэд бүтцэд нэгтгэгдэж болох модульчлагдсан системд тулгуурладаг.
Квантын өгөгдөл дамжуулах систем нь ирээдүйд шинэ төрлийн дэд бүтцийн үндэс суурь болно. Өгөгдлийг хамгаалахын тулд уламжлалт шифрлэлттэй хослуулсан квант түлхүүр түгээлтийн системийг ашигладаг SDN сүлжээнүүд гарч ирнэ.
Хязгаарлагдмал нууцлалын хугацаатай мэдээллийг хамгаалахын тулд математик криптографийг үргэлжлүүлэн ашиглах бөгөөд квантын аргууд нь өгөгдлийг илүү найдвартай хамгаалах шаардлагатай газруудад өөрийн байр сууриа олох болно.
Habré дээрх манай блогт:
Эх сурвалж: www.habr.com