ITMO विश्वविद्यालयमा क्वान्टम कम्युनिकेसन - अनह्याक गर्न नसकिने डाटा ट्रान्समिशन प्रणालीको परियोजना

क्वान्टम कम्युनिकेसन्स इन्टरप्राइजले एन्क्रिप्शन कुञ्जी वितरण प्रणालीहरू सिर्जना गर्दछ। तिनीहरूको मुख्य विशेषता "wiretapping" को असम्भव छ।

रमा /विकिमिडिया/ CC BY-SA

क्वान्टम नेटवर्कहरू किन प्रयोग भइरहेका छन्?

यदि यसको डिक्रिप्शन समय उल्लेखनीय रूपमा यसको "समय समाप्ति मिति" नाघ्यो भने डाटा सुरक्षित मानिन्छ। आज, यो अवस्था पूरा गर्न अझ गाह्रो हुँदै गइरहेको छ - यो सुपर कम्प्युटरको विकासको कारण हो। केही वर्ष पहिले, 80 पेन्टियम 4-आधारित कम्प्युटरहरूको क्लस्टर "मास्टर" (लेखमा पृष्ठ 6) 1024-बिट RSA एन्क्रिप्शन मात्र 104 घण्टामा।

सुपर कम्प्युटरमा, यो समय निकै छोटो हुनेछ, तर समस्याको समाधान मध्ये एक "बिल्कुल बलियो साइफर" हुन सक्छ, जसको अवधारणा श्यानन द्वारा प्रस्ताव गरिएको थियो। त्यस्ता प्रणालीहरूमा, प्रत्येक सन्देशको लागि कुञ्जीहरू उत्पन्न हुन्छन्, जसले अवरोधको जोखिम बढाउँछ।

यहाँ, एक नयाँ प्रकारको संचार लाइन उद्धारको लागि आउनेछ - क्वान्टम नेटवर्कहरू जसले एकल फोटोनहरू प्रयोग गरेर डाटा (क्रिप्टोग्राफिक कुञ्जीहरू) प्रसारण गर्दछ। जब सिग्नल अवरोध गर्ने प्रयास गर्दै, यी फोटनहरू नष्ट हुन्छन्, जसले च्यानलमा घुसपैठको संकेतको रूपमा कार्य गर्दछ। यस्तो डाटा ट्रान्समिसन प्रणाली आईटीएमओ युनिभर्सिटी - क्वान्टम कम्युनिकेसन्सको सानो अभिनव उद्यमले सिर्जना गरिरहेको छ। नेतृत्वमा क्वान्टम सूचना प्रयोगशालाका प्रमुख आर्थर ग्लेम र फोटोनिक्स र अप्टोइन्फर्मेटिक्सको अन्तर्राष्ट्रिय संस्थानका निर्देशक सर्गेई कोज्लोभ छन्।

प्रविधिले कसरी काम गर्छ

यो साइड फ्रिक्वेन्सीहरूमा क्वान्टम सञ्चारको विधिमा आधारित छ। यसको विशेषता यो हो कि एकल फोटोनहरू सीधा स्रोतबाट उत्सर्जित हुँदैनन्। तिनीहरू क्लासिकल पल्सको चरण मोड्युलेसनको परिणामको रूपमा साइड फ्रिक्वेन्सीहरूमा लगिन्छन्। क्यारियर फ्रिक्वेन्सी र सबफ्रिक्वेन्सीहरू बीचको अन्तराल लगभग 10-20 बजे हो। यो दृष्टिकोणले तपाईंलाई 200 Mbit/s को गतिमा 400 मिटरभन्दा माथि क्वान्टम सिग्नल प्रसारण गर्न अनुमति दिन्छ।

यसले निम्न रूपमा काम गर्दछ: एक विशेष लेजरले 1550 एनएमको तरंग लम्बाइको साथ पल्स उत्पन्न गर्दछ र यसलाई इलेक्ट्रो-अप्टिकल चरण मोड्युलेटरमा पठाउँछ। मोड्युलेसन पछि, दुई साइड फ्रिक्वेन्सीहरू देखा पर्दछ जुन मोड्युलेटिंग रेडियो सिग्नलको मात्राले क्यारियरबाट भिन्न हुन्छ।

अर्को, फेज शिफ्टहरू प्रयोग गरेर, सिग्नल बिट-बाइ-बिट एन्कोड गरिएको छ र प्राप्त पक्षमा पठाइन्छ। जब यो रिसीभरमा पुग्छ, स्पेक्ट्रल फिल्टरले साइडब्यान्ड सिग्नल निकाल्छ (फोटोन डिटेक्टर प्रयोग गरेर), पुन: चरण मोड्युलेट गर्दछ, र डेटा डिक्रिप्ट गर्दछ।

सुरक्षित जडान स्थापना गर्न आवश्यक जानकारी खुला च्यानलमा आदानप्रदान गरिन्छ। "कच्चा" कुञ्जी ट्रान्समिटिङ र रिसिभिङ मोड्युलहरूमा एकैसाथ उत्पन्न हुन्छ। यसको लागि त्रुटि दर गणना गरिएको छ, जसले नेटवर्कलाई तार ट्याप गर्ने प्रयास भएको थियो कि भनेर देखाउँछ। यदि सबै कुरा व्यवस्थित छ भने, त्रुटिहरू सच्याइन्छ, र एक गोप्य क्रिप्टोग्राफिक कुञ्जी प्रसारण र प्राप्त मोड्युलहरूमा उत्पन्न हुन्छ।

Px यहाँ /पीडी

के गर्न बाँकी छ

क्वान्टम नेटवर्कहरूको सैद्धान्तिक "अनह्याकेबिलिटी" को बावजूद, तिनीहरू अझै पनि पूर्ण क्रिप्टोग्राफिक सुरक्षा प्रदान गर्दैनन्। उपकरणले सुरक्षामा बलियो प्रभाव पार्छ। केही वर्ष पहिले, वाटरलू विश्वविद्यालयका इन्जिनियरहरूको समूहले एक जोखिम पत्ता लगाए जसले डेटालाई क्वान्टम नेटवर्कमा अवरोध गर्न अनुमति दिन सक्छ। यो photodetector "अन्धो" को सम्भावना संग सम्बन्धित थियो। यदि तपाईंले डिटेक्टरमा उज्यालो प्रकाश चम्काउनुभयो भने, यो संतृप्त हुन्छ र फोटोनहरू दर्ता गर्न रोक्छ। त्यसपछि, प्रकाशको तीव्रता परिवर्तन गरेर, तपाइँ सेन्सर नियन्त्रण गर्न र प्रणालीलाई मूर्ख बनाउन सक्नुहुन्छ।

यो समस्या समाधान गर्न, रिसीभर को सञ्चालन को सिद्धान्त परिवर्तन गर्नुपर्छ। त्यहाँ पहिले नै संरक्षित उपकरणहरूको लागि योजना छ जुन डिटेक्टरहरूमा आक्रमण गर्न असंवेदनशील छ - यी डिटेक्टरहरू यसमा समावेश छैनन्। तर त्यस्ता समाधानहरूले क्वान्टम प्रणालीहरू लागू गर्ने लागत बढाउँछन् र अझै प्रयोगशालाभन्दा बाहिर गएका छैनन्।

‘हाम्रो टोलीले पनि यस दिशामा काम गरिरहेको छ । हामी क्यानाडाका विशेषज्ञहरू र अन्य विदेशी र रूसी समूहहरूसँग सहकार्य गर्छौं। यदि हामीले हार्डवेयर स्तरमा कमजोरीहरू बन्द गर्न प्रबन्ध गर्यौं भने, क्वान्टम नेटवर्कहरू व्यापक हुनेछन् र नयाँ प्रविधिहरूको परीक्षणको लागि परीक्षण मैदान बन्नेछ, "आर्थर ग्लेम भन्छन्।

सम्भावनाहरू

अधिक र अधिक स्वदेशी कम्पनीहरूले क्वान्टम समाधानहरूमा चासो देखाउँदै छन्। Quantum Communications LLC ले मात्र ग्राहकहरूलाई वार्षिक रूपमा पाँचवटा डाटा ट्रान्समिशन प्रणालीहरू आपूर्ति गर्दछ। उपकरणको एक सेट, दायरा (10 देखि 200 किलोमिटर) मा निर्भर गर्दछ, 10-12 मिलियन rubles लागत। मूल्य अधिक मामूली प्रदर्शन मापदण्डहरु संग विदेशी analogues संग तुलना छ।

यस वर्ष, क्वान्टम कम्युनिकेसनले एक सय मिलियन रूबलको रकममा लगानी प्राप्त गर्यो। यो पैसाले कम्पनीलाई उत्पादनलाई अन्तर्राष्ट्रिय बजारमा ल्याउन मद्दत गर्नेछ । तीमध्ये केही तेस्रो-पक्ष परियोजनाहरूको विकासमा जानेछन्। विशेष गरी, वितरित डाटा केन्द्रहरूको लागि क्वान्टम नियन्त्रण प्रणालीहरूको सिर्जना। टोली मोड्युलर प्रणालीहरूमा निर्भर छ जुन अवस्थित IT पूर्वाधारमा एकीकृत गर्न सकिन्छ।

क्वान्टम डाटा ट्रान्समिशन प्रणाली भविष्यमा नयाँ प्रकारको पूर्वाधारको आधार बन्नेछ। SDN नेटवर्कहरू देखा पर्नेछ जुन डेटा सुरक्षित गर्न परम्परागत इन्क्रिप्शनसँग जोडिएको क्वान्टम कुञ्जी वितरण प्रणालीहरू प्रयोग गर्दछ।

गणितीय क्रिप्टोग्राफी सीमित गोपनीयता अवधिको साथ जानकारी सुरक्षित गर्न प्रयोग गरिरहनेछ, र क्वान्टम विधिहरूले अधिक बलियो डेटा सुरक्षा आवश्यक पर्ने क्षेत्रहरूमा आफ्नो स्थान फेला पार्नेछ।

Habré मा हाम्रो ब्लगमा:

• स्मार्ट स्टेथोस्कोप - ITMO विश्वविद्यालय त्वरक बाट एक स्टार्टअप परियोजना
• कसरी ITMO विश्वविद्यालयले काम गर्छ: साइबर-भौतिक प्रणालीहरूको हाम्रो प्रयोगशालाको भ्रमण
• स्वस्थ आहारको लागि ककटेल - यो ITMO विश्वविद्यालय एक्सेलेटरबाट स्टार्टअपद्वारा बनाइएको हो

स्रोत: www.habr.com