Anton Kozubov mengambil bahagian dalam episod ketiga, kumpulan teori . Kami membincangkan kerjanya dan spesifikasi industri.
Versi audio: Β· Β· Β· Β· .
Dalam gambar:
Beberapa perkataan tentang spesifik industri
Kod masa -
: Setahu saya, anda berurusan dengan topik yang sangat khusus.
Anton: Ya, ada pendapat sedemikian, tetapi kami cuba beralih kepada perkara yang lebih asas. Walaupun semakin ramai orang berminat dalam bidang kriptografi kuantum, ia bukanlah bidang sains yang paling hangat. Terdapat asas yang baik di sini, tetapi teknologi telah mencapai peringkat kejuruteraan pembangunan.
Segala-galanya mula berkembang pada tahun 80-an abad yang lalu, dan mengikut piawaian saintifik, agak banyak masa telah berlalu. Para saintis telah beralih daripada teori dan eksperimen kepada mock-up sebenar dan peranti yang berfungsi sepenuhnya. Sistem sedemikian telah lama wujud di Switzerland, tempat ID Quantique beroperasi. Mereka dilancarkan pada 2005 atau 2006, dan dekad ini mula membekalkan sistem kriptografi kuantum kepada bank Switzerland dan Austria. Ini bukan lagi teknologi masa depan.
Masih banyak persoalan yang tinggal dari segi pembuktian kerahsiaan sistem tersebut. Inilah yang paling kami lakukan di kawasan ini. Tetapi prinsip asas telah pun disimpulkan.
Dmitriy: Bolehkah anda memberitahu kami apa yang mendorong pakar untuk mengkaji bidang ini secara terperinci? Bagaimanakah mereka menerangkan masalah dan cabaran awal yang mereka hadapi?
Anton: Cerita kelakar. Seperti biasa berlaku dalam sains, kami mula mempelajari topik itu semata-mata kerana ia menjadi menarik. Tiada matlamat tertentu. Pada masa itu dipercayai bahawa ini adalah kaedah penghantaran data yang benar-benar selamat, dan pada masa itu ia benar-benar maju. Topik keselamatan maklumat menjadi lebih relevan, tetapi sebagai tambahan kepada ini, kami juga membuat kesimpulan bahawa adalah mungkin untuk mencipta jenis komputer baru menggunakan pelbagai kesan kuantum. Mereka mempunyai keupayaan yang agak menarik, termasuk keupayaan untuk memecahkan kriptografi sedia ada.
Dmitriy: Isu perlindungan telah timbul sebelum ini, contohnya, semasa Perang Dingin. Tetapi adakah permulaan industri ini hampir dengan kemunculan rangkaian yang agak besar-besaran?
Anton: awak betul. Anda juga boleh melihatnya dari sudut ini. Tetapi yang lucunya ialah bidang kriptografi kuantum ditemui oleh dua orang yang lebih berkaitan dengan bidang IT. Mereka membentangkan kerja pertama mereka, yang menerangkan prinsip asas, pada persidangan IT. Jadi ya, ia datang dari sana.
Dmitriy: Bagaimana anda menceburi bidang ini? Apakah motivasi anda?
Anton: Terus terang, ia serupa - ia menarik. Tetapi pada mulanya saya tidak pergi ke kriptografi kuantum. Bermula dengan . Ternyata masalah mengenai topik ini ternyata tidak begitu relevan untuk keperluan makmal, jadi saya beralih kepada kriptografi kuantum. Tetapi melakukan hanya satu perkara tidak begitu menarik, dan terdapat juga banyak bidang yang saling berkaitan, jadi kami tidak boleh bercakap tentang sifat aktiviti kami yang sangat khusus.
Peluang untuk saintis dari bidang berkaitan
Kod masa -
Dmitriy: Pada kita boleh mengatakan bahawa kalangan orang yang agak terhad terlibat dalam topik ini. Bolehkah anda menganggarkan bilangan pakar dalam bidang anda? Atau adakah ia masih kelab yang sangat tertutup?
Anton: Ia ditutup, tetapi hanya di bahagian yang agak elit. Terdapat ramai orang di dunia yang terlibat dalam teori maklumat kuantum dalam pelbagai manifestasinya. Saya tidak tahu bagaimana untuk menganggarkan bilangan mereka, tetapi sudah pasti lebih daripada tiga puluh orang yang menghadiri persidangan itu.
Saya fikir ini bukan seperseribu daripada semua. Ramai orang pergi kerana ini adalah salah satu bidang sains yang paling maju. Semua institut terkemuka ada teori maklumat kuantum atau optik kuantum dan perkara yang berkaitan. Soalan lain ialah berapa ramai orang yang terlibat dalam niche khusus seperti membuktikan kekuatan sistem kriptografi kuantum.
Komuniti ini lebih kecil, tetapi masih meluas. Mereka yang menghadiri persidangan itu bukanlah semua pakar terkemuka dalam bidang ini. Terdapat kira-kira seratus daripada mereka di seluruh dunia. Bukti kekuatan sistem kriptografi kuantum muncul baru-baru ini, pada awal 2000-an. Orang yang bekerja dalam bidang ini sebelum ini telah melakukan perkara lain. Contohnya, optik kuantum, penyelidikan asas. Mereka masih relevan. Mereka datang ke kawasan kami dari fizik.
Ada juga yang datang dari teori maklumat klasik atau matematik. Dalam menilai bukti rintangan, pelbagai jenis entropi memainkan peranan yang menentukan. Di mana lagi ia digunakan - dalam termodinamik. Orang yang memahami cara entropi kuantum berfungsi dalam teori maklumat boleh menggunakan pengetahuan mereka kepada termodinamik kuantum. Salah seorang saintis terkemuka dalam bidang ini, Renato Renner dari Zurich, mengkaji teori maklumat kuantum di sana, dan di Santa Barbara memberikan kursus kuliah tentang termodinamik kuantum.
Apakah cabaran yang dihadapi oleh masyarakat?
Kod masa -
Dmitriy: Apakah soalan yang anda kerjakan hari ini? Apakah cabaran di barisan hadapan? Apakah yang kini mewakili bar yang perlu dialihkan lagi?
Anton: Kita boleh bercakap tentang ini dari dua pihak yang berbeza. Pada pendapat saya, bahagian yang diaplikasikan kurang menarik. Pengedaran kunci kuantum telah pun mencapai skala perindustrian, tetapi semua orang mahu memahami bagaimana mereka boleh memastikan bahawa mereka berurusan dengan pengedaran kuantum dan bukan sesuatu yang lain. Untuk melakukan ini, adalah perlu untuk memperakui peralatan, jadi pembangunan piawaian khusus adalah salah satu masalah utama di dunia, sebagai tambahan kepada bahagian kejuruteraan. Kebanyakan saintis terkemuka dalam bidang ini mengarahkan usaha mereka ke arah ini.
Aspek kedua aktiviti kami ialah bukti daya tahan sistem. Kriptografi klasik adalah berdasarkan andaian bahawa penyerang tidak mempunyai kuasa pengkomputeran yang mencukupi untuk menyahsulit data semasa ia masih sah. Tetapi mungkin andaian sedemikian tidak selalu betul, jadi kita perlu beralih kepada paradigma perlindungan data yang berbeza - untuk memastikan bahawa keupayaan untuk menyahsulit tidak berubah dari semasa ke semasa.
Kami sedang melakukan pengedaran kunci kuantum. Ini bermakna kami mengedarkan kunci yang perlu digunakan untuk menyulitkan maklumat. Kunci sedemikian boleh dicuri, tetapi kami cuba memperkenalkan paradigma di mana ini tidak akan dapat dilakukan. Jika semasa pengedarannya seseorang menceroboh saluran kami, kami akan sentiasa menyedarinya. Ini adalah asas paradigma klasik kriptografi kuantum. Ini dicapai dengan menggunakan foton tunggal.
Mereka mempunyai tiga sifat. Ini adalah bahagian minimum tenaga; mereka tidak boleh dibahagikan dan kemudian, sebagai contoh, diperkukuh. Mereka tidak boleh ditiru. Keadaan kuantum yang tidak diketahui tidak boleh disalin, kerana untuk ini ia perlu diukur, dan ini tidak boleh dilakukan tanpa memusnahkan keadaan kuantum. Apabila kita mengukurnya, ia runtuh.
Disebabkan sifat ini, anda boleh melihat keupayaan penyerang - kami memanggilnya Hawa (daripada penyadap) - dari sudut pandangan yang berbeza. Kami mengatakan bahawa kami memberi Hawa segala yang mungkin dalam had undang-undang fizik. Memori kuantum, pengesan yang ideal - kami tidak mempunyai hampir dengan ini, tetapi kami memberikannya peluang sedemikian. Dan walaupun dengan pemikiran ini, kami mengatakan bahawa dia tidak akan menerima data utama tanpa kami mengetahuinya. Inilah yang dibina pada asalnya paradigma kriptografi kuantum.
Tetapi ini semua baik selagi kita bercakap tentang foton tunggal. Walau bagaimanapun, sumber foton tunggal agak berubah-ubah, berkelajuan rendah dan mahal, jadi tiada siapa yang menggunakannya dalam proses ini. Semua menggunakan sinaran laser yang dilemahkan.
Dmitriy: Dan bagaimanakah ini dibandingkan dengan sifat yang anda bincangkan?
Anton: Mengubah paradigma dan pendekatan untuk membuktikan daya tahan. Ini masih merupakan tugas yang boleh dilaksanakan, tetapi lebih sukar. Dalam keadaan di mana kita menggunakan sesuatu yang tidak tepat seperti yang kita perlukan dalam keadaan yang ideal, iaitu keadaan lemah yang koheren, kita perlu mengambil kira perkara ini dalam bukti kegigihan kita. Kami melakukan ini, dan seluruh dunia bergerak ke arah ini.
Dmitriy: Adakah pendekatan ini mengambil kira peralatan di hujung saluran komunikasi?
Anton: Pada mulanya, pengedaran kunci kuantum menggunakan anggaran seperti idea bahawa Eve tidak boleh masuk ke dalam kotak Alice dan Bob, tetapi hanya mempunyai akses kepada saluran komunikasi. Ini bukan anggaran yang sangat berdaya maju. Hari ini terdapat penggodaman kuantum. Dia memberitahu kita bahawa dalam gentian optik atau saluran kuantum adalah agak mungkin untuk menukar "tetapan" menggunakan pendedahan.
Arahan ini diambil kira dalam hal pensijilan. Kami mempunyai makmal besar di Moscow di mana Vadim Makarov, mungkin "penggodam kuantum" paling terkenal di dunia, berfungsi. Di negara lain mereka sangat aktif melakukan ini. Inilah yang saya maksudkan. Bagaimana Hawa boleh masuk ke dalam kotak kita adalah lebih kepada masalah kejuruteraan. Saya pernah menganggap diri saya seorang saintis, jadi menarik untuk saya melihat Hawa dari perspektif yang berbeza. Contohnya, kaji bagaimana dia boleh masuk ke saluran komunikasi dan mencuri segala-galanya tanpa kita sedari. Saya lebih suka bekerja bukan untuk orang baik, Alice dan Bob, tetapi untuk menyiasat kemungkinan serangan ke atas sistem pengedaran kunci kuantum.
Pengenalan Ringkas kepada Penggodaman Kuantum
Kod masa -
Dmitriy: Bolehkah anda menerangkan ciri-ciri serangan sedemikian?
Anton: Ciri-ciri yang diterima umum dibahagikan kepada tiga kelas. Serangan man-in-the-middle adalah serupa dengan serangan man-in-the-middle (MITM) klasik. Jenis kedua adalah lebih abstrak, apabila Hawa entah bagaimana berinteraksi dengan setiap bungkusan dalam saluran kuantum kami dan menyimpan hasil interaksi tersebut dalam ingatan kuantumnya. Selepas itu, dia menunggu prosedur yang Alice dan Bob lakukan untuk bersetuju, menerima lebih banyak maklumat, mengambil ukuran, dan sebagainya. Ini adalah serangan kolektif, tetapi terdapat jenis ketiga - lebih abstrak. Penilaian parameter sebenar ditambah di sana.
Untuk jenis serangan kedua, kami mengandaikan bahawa Alice dan Bob berkongsi bilangan bit yang tidak terhingga antara mereka. Pada hakikatnya, ini adalah mustahil, dan sebaik sahaja kita pergi ke volum terhingga, turun naik statistik mula muncul. Mereka mungkin bermain di tangan Hawa. Serangan koheren juga mengambil kira keterbatasan sumber. Ini adalah perkara yang rumit, dan tidak semua protokol pengedaran kunci kuantum mempunyai bukti keselamatan yang begitu komprehensif.
Adalah penting untuk memahami bahawa kami menghantar bit kunci dan membentuk kunci. Bagaimana anda menggunakannya lebih jauh terpulang kepada anda. Di sinilah isu kriptografi berlaku. Jika anda menggunakan algoritma moden seperti penyulitan asimetri, hanya menggunakan kekunci ini, ia tidak berguna. Satu-satunya kaedah untuk memastikan rintangan ialah pad penyulitan. Kemudian tiada soalan, tetapi untuk ini anda perlu menjana kunci setiap kali dan menukarnya untuk setiap mesej. Ini adalah proses yang kompleks.
β¨Intipati pengedaran kunci kuantum ialah untuk semua serangan Hawa, kita boleh memperuntukkan volum bit teragih sedemikian yang hanya Alice dan Bob sahaja yang tahu. Eve tidak akan tahu tentang dia. Ini adalah matlamat utama kerja kami. Tetapi saya berminat untuk membuat serangan sedemikian supaya Alice dan Bob yakin dengan keselamatan mereka, dan Eve akan mengatur segala-galanya dengan cara untuk memintas perlindungan.
Anda tidak boleh mengambilnya dan tidak mengganggu rakan sekerja anda
Kod masa -
Dmitriy: Ternyata kerja sebegitu di barisan hadapan dengan mudah boleh membatalkan keputusan rakan sekerja dalam masyarakat antarabangsa?
Anton: Ta, seminar Kanada yang anda bincangkan adalah mengenainya. Di sana saya berkata bahawa ini adalah apa yang kami lakukan, yang menyebabkan kegelisahan negatif. Ia boleh dijelaskan. Orang telah melakukan sains selama dua puluh lima tahun, dan kemudian seseorang datang dan mengatakan bahawa keputusan mereka tidak sepenuhnya betul. Ia juga menunjukkan bagaimana ia akan dilakukan dengan betul. Ia sangat sombong terhadap saya. Tetapi saya percaya bahawa kami dapat membuat serangan yang ramai tidak mengambil kira atau mengambil kira.
Dmitriy: Bolehkah anda bercakap mengenainya dan menerangkannya sekurang-kurangnya secara umum?
Anton: Ya pasti. Perkara yang lucu ialah ini adalah serangan rampasan dan ke hadapan - yang paling mudah yang boleh anda fikirkan. Cuma ia agak diubah suai dan rumit, seperti yang saya katakan. Hari ini, apabila melihat bukti kegigihan, orang mengatakan bahawa semua saluran kuantum hanya menerangkan pengagihan semula maklumat antara Alice, Bob dan Eve.
Apa yang penting ialah dalam kes ini semua ukuran keadaan kuantum berlaku selepas pengedaran ini. Kami mencadangkan untuk menerangkan saluran kuantum sedemikian rupa sehingga ia mengandungi dimensi relatif kepada keadaan yang berubah dan dikenakan ke atas Bob. Secara relatifnya, kami mempunyai sesuatu di tengah-tengah saluran, ia cuba membezakan antara keadaan, apa yang dibezakan yang dihantarnya kepada Bob, apa yang tidak dibezakan yang disekatnya. Oleh itu, semua yang datang kepada Bob diketahui oleh Hawa. Ia kelihatan seperti idea yang jelas, tetapi atas sebab tertentu tiada siapa di dunia bercakap mengenainya.
Dmitriy: Dan anda menunjukkan kemungkinan teori untuk melakukan serangan sedemikian.
Anton: Ya, saya bercakap tentang ini di Toronto. Kami mengadakan perbincangan yang sangat hangat dengan orang yang telah bekerja dalam bidang ini selama saya masih hidup. Ia menarik, pengalaman yang sangat berguna.
Mengapa penting untuk tidak tergesa-gesa menggunakan kaedah perlindungan penerbitan
Kod masa -
Dmitriy: Untuk menggunakan analogi asas dengan virus dan antivirus, bidang aktiviti dan konsep anda melibatkan proses berbentuk T yang jauh dari trajektori perlumbaan satu demi satu. Bolehkah kita mengatakan bahawa pendekatan sedemikian akan mewujudkan himpunan masalah baru dan mereka perlu diselesaikan pada pesawat lain, dan bukan hanya pada satu, seperti sekarang?
Anton: Soalan yang sangat adil. Saya mesti jelas di sini. Sudah tentu, saya lebih berminat untuk mencari cara untuk menyerang. Tetapi kami semua bekerja dalam bidang pengedaran kunci kuantum, kami dibayar untuknya, dan kami tidak benar-benar mahu meletakkan jejari dalam roda kami sendiri. Ia logik. Apabila anda membuat serangan baharu terhadap sistem pengedaran kunci kuantum, adalah baik untuk membuat beberapa jenis tindakan balas. Kami melakukannya, kami mencari cara untuk menanganinya. Ia bukan yang paling remeh, tetapi ia wujud. Masalah sebegini boleh dibincangkan, tetapi persoalan lain ialah apabila orang tidak bercakap tentang masalah, jelas bahawa mereka tidak mengambil kiranya. Ini bermakna mereka tidak mempunyai tindakan balas.
Dalam gambar:
Dmitriy: Adakah pendekatan ini sejenis kod yang tidak diucapkan dalam komuniti anda?
Anton: Ya, tetapi saya rasa tidak betul untuk menawarkan penyelesaian. Adalah penting untuk membangkitkan isu ini. Kemudian seseorang boleh mencari penyelesaian sampingan selain apa yang anda ada. Kalau post semua sekali, orang akan ambil apa yang dah siap dan takde perkembangan pemikiran.
Dmitriy: Adakah selamat untuk mengatakan bahawa penyelesaian anda mungkin versi beta, dan mungkin ada sesuatu yang lebih menarik yang telah anda simpan untuk diri sendiri?
Anton: Mungkin.
Sedikit tentang interaksi dengan organisasi kawal selia
Kod masa -
Dmitriy: Kawasan ini telah menarik perhatian semua jenis pihak berkuasa kawal selia dan agensi perisikan. Adakah semua ini mengambil masa dari segi menyelaraskan sebarang perkembangan?
Anton: Soalan yang sangat bagus! Saya akan cuba menjawabnya secepat mungkin. Ini mengambil sebahagian besar masa yang boleh dibelanjakan untuk projek yang benar-benar saintifik. Tetapi saya faham mengapa ia penting.
Dmitriy: Sama seperti pensijilan yang kita bincangkan tadi. Anda tidak boleh mengupah pembantu yang akan berkomunikasi untuk anda. Adakah saintis perlu menerangkan nuansa terus kepada semua organisasi kawal selia dan membantu mereka memikirkannya?
Anton: Ya, begitulah. Ini adalah pendekatan yang betul. Tiada siapa yang boleh menerangkan lebih baik daripada anda sendiri apa yang anda lakukan. Jika anda tidak dapat melakukan ini, persoalan timbul tentang realiti pencapaian anda. Tetapi jika ada peluang untuk melakukan sains sahaja, saya lebih suka melakukan sains sahaja. Tetapi semua ini adalah bahagian penting dalam kerja kami, yang juga kami lakukan.
Dmitriy: Adakah anda mempunyai masa untuk projek peribadi?
Anton: Isu kompleks. Kami mencari masa dan melakukan perkara sampingan. Ini adalah masalah yang lebih asas. Ambil teleportasi kuantum, sebagai contohβsebagai contoh, kami sedang menyediakan penerbitan mengenai topik ini. Kami mengambil masalah lain, sesuatu daripada optik kuantum, daripada teori maklumat kuantum. Ini adalah perkara yang menarik. Kami cuba mencari masa, kerana hidup tanpanya benar-benar membosankan. Tidak mustahil untuk berurusan dengan kertas kerja sahaja. Kita juga perlu melakukan sains.
Mengenai perbezaan antara sains asas dan gunaan
Kod masa -
Dmitriy: Jika anda cuba menganggarkan kadar perubahan dalam bidang anda, jumlah penerbitan saintifik. Bagaimanakah ia mempengaruhi kerja dan minat anda dalam industri berkaitan?
Anton: Kawasan kami menjadi topik hangat. Terdapat sejumlah besar artikel yang keluar. Malah bilangan artikel yang benar-benar relevan adalah sangat besar. Sukar untuk mengesan mereka semua, ia adalah mustahil.
Dmitriy: Adakah terdapat pergantungan yang kuat pada proses penjejakan ini? Atau adakah projek anda cukup terpencil untuk mencapai sasaran tanpa gangguan?
Anton: Pengasingan agak tolak. Apabila anda merebus jus anda sendiri, anda berhenti menyedari kesilapan. Anda mungkin fikir anda melakukan segala-galanya dengan betul, tetapi terdapat kesilapan asas yang merayap di suatu tempat yang anda hilang. Seronoknya bila ada orang di dunia ini melakukan perkara yang serupa. Jika anda boleh mencapai perkara yang sama sedikit sebanyak, maka anda menuju ke arah yang betul. Jika keputusan berbeza, ini adalah sebab untuk berbual dan mengetahui siapa yang betul.
Dmitriy: Tetapi kerja itu berlaku dalam kalangan orang yang agak tertutup? Bukankah ini ratusan orang?
Anton: Adil, tetapi tidak selalu. Dalam kumpulan kami, tiga orang terlibat dalam membuktikan kegigihan: saya, rakan sekerja saya dan penyelia saintifik kami. Jika kita mengambil bidang yang lebih luas - optik kuantum, teori maklumat - terdapat lima daripada kita. Jika kita bercakap tentang sistem pengedaran kunci kuantum, terdapat orang di Moscow, Novosibirsk, Kazan. Tetapi di Eropah dan Amerika Syarikat ini adalah kumpulan teori yang besar.
Dmitriy: Apakah ciri perbezaan skala ini?
Anton: Ini adalah cara yang berbeza untuk mengembangkan sains. Kami berbeza daripada Eropah. Sains di sini mengikuti laluan penyelidikan gunaan, yang diperlukan dan relevan sekarang. Saya tidak mengutuk pendekatan ini, tetapi saya menganggapnya tidak begitu saintifik. Saya lebih kagum dengan yang Barat - perbezaan yang jelas antara sains asas dan gunaan. Apabila tidak perlu menuntut apa-apa keputusan praktikal dari sains asas sekarang. Itulah sebabnya ia adalah asas, supaya tidak berurusan dengan perkara yang diterapkan.
Khususnya, kembali ke Zurich. Ini adalah institut besar yang berurusan secara eksklusif dengan penyelidikan asas. Orang ramai mempelajari perkara yang menerangkan kepada kita asas-asas alam semesta dan membantu kita memahaminya dengan lebih baik. Mereka datang ke sana kerana itu yang mereka mahu lakukan. Bagi kami, minat disertai dengan keperluan, keperluan untuk melakukan sesuatu yang lain pada masa ini. Oleh itu, terdapat perbezaan dalam persepsi dan perkembangan. Ini adalah dua laluan yang sama sekali berbeza.
Dmitriy: Adakah keperluan ini bergantung pada ufuk perancangan organisasi yang mengawal, komuniti saintifik, atau sesuatu yang lain?
Anton: Ini dikawal oleh siapa yang memperuntukkan wang. Dia yang membayar memanggil lagu. Kami melihat banyak minat untuk memiliki beberapa peralatan di sini dan sekarang. Di Eropah terdapat dana yang bertujuan untuk penyelidikan asas. Ia bergantung kepada mereka yang memberi wang.
Episod lain podcast kami di HabrΓ©:
Sumber: www.habr.com