క్వాంటం కమ్యూనికేషన్స్ ఎంటర్‌ప్రైజ్ ఎన్‌క్రిప్షన్ కీ డిస్ట్రిబ్యూషన్ సిస్టమ్‌లను సృష్టిస్తుంది. వారి ప్రధాన లక్షణం "వైర్ ట్యాపింగ్" యొక్క అసంభవం.
/వికీమీడియా/
క్వాంటం నెట్‌వర్క్‌లు ఎందుకు ఉపయోగించబడుతున్నాయి?
దాని డిక్రిప్షన్ సమయం దాని "గడువు ముగింపు తేదీ"ని గణనీయంగా మించి ఉంటే డేటా రక్షితమైనదిగా పరిగణించబడుతుంది. నేడు, ఈ పరిస్థితిని నెరవేర్చడం చాలా కష్టంగా మారుతోంది - ఇది సూపర్ కంప్యూటర్ల అభివృద్ధి కారణంగా ఉంది. కొన్ని సంవత్సరాల క్రితం, 80 పెంటియమ్ 4-ఆధారిత కంప్యూటర్ల క్లస్టర్ “మాస్టర్” () కేవలం 1024 గంటల్లో 104-బిట్ RSA ఎన్‌క్రిప్షన్.
సూపర్ కంప్యూటర్‌లో, ఈ సమయం గణనీయంగా తక్కువగా ఉంటుంది, అయితే సమస్యకు పరిష్కారాలలో ఒకటి "పూర్తిగా బలమైన సాంకేతికలిపి" కావచ్చు, దీని భావనను షానన్ ప్రతిపాదించారు. అటువంటి వ్యవస్థలలో, ప్రతి సందేశానికి కీలు ఉత్పత్తి చేయబడతాయి, ఇది అంతరాయ ప్రమాదాన్ని పెంచుతుంది.
ఇక్కడ, కొత్త రకం కమ్యూనికేషన్ లైన్ రక్షించబడుతుంది - ఒకే ఫోటాన్‌లను ఉపయోగించి డేటాను (క్రిప్టోగ్రాఫిక్ కీలు) ప్రసారం చేసే క్వాంటం నెట్‌వర్క్‌లు. సిగ్నల్‌ను అడ్డగించడానికి ప్రయత్నిస్తున్నప్పుడు, ఈ ఫోటాన్లు నాశనం చేయబడతాయి, ఇది ఛానెల్‌లోకి చొరబడటానికి సంకేతంగా పనిచేస్తుంది. ITMO యూనివర్శిటీ - క్వాంటం కమ్యూనికేషన్స్‌లోని ఒక చిన్న ఇన్నోవేటివ్ ఎంటర్‌ప్రైజ్ ద్వారా ఇటువంటి డేటా ట్రాన్స్‌మిషన్ సిస్టమ్‌ను రూపొందించారు. అధికారంలో క్వాంటమ్ ఇన్ఫర్మేషన్ లాబొరేటరీ అధిపతి ఆర్థర్ గ్లీమ్ మరియు ఇంటర్నేషనల్ ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ ఫోటోనిక్స్ అండ్ ఆప్టోఇన్ఫర్మేటిక్స్ డైరెక్టర్ సెర్గీ కోజ్లోవ్ ఉన్నారు.
టెక్నాలజీ ఎలా పనిచేస్తుంది
ఇది సైడ్ ఫ్రీక్వెన్సీల వద్ద క్వాంటం కమ్యూనికేషన్ పద్ధతిపై ఆధారపడి ఉంటుంది. దీని ప్రత్యేకత ఏమిటంటే, ఒకే ఫోటాన్లు నేరుగా మూలం ద్వారా విడుదల చేయబడవు. క్లాసికల్ పల్స్ యొక్క దశ మాడ్యులేషన్ ఫలితంగా అవి సైడ్ ఫ్రీక్వెన్సీలకు తీసుకువెళతాయి. క్యారియర్ ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు సబ్‌ఫ్రీక్వెన్సీల మధ్య విరామం సుమారు 10-20 pm. ఈ విధానం 200 Mbit/s వేగంతో 400 మీటర్ల కంటే ఎక్కువ క్వాంటం సిగ్నల్‌ను ప్రసారం చేయడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది.
ఇది క్రింది విధంగా పనిచేస్తుంది: ఒక ప్రత్యేక లేజర్ 1550 nm తరంగదైర్ఘ్యంతో ఒక పల్స్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది మరియు దానిని ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ ఫేజ్ మాడ్యులేటర్‌కు పంపుతుంది. మాడ్యులేషన్ తర్వాత, మాడ్యులేటింగ్ రేడియో సిగ్నల్ మొత్తం ద్వారా క్యారియర్ నుండి భిన్నమైన రెండు సైడ్ ఫ్రీక్వెన్సీలు కనిపిస్తాయి.
తరువాత, దశ మార్పులను ఉపయోగించి, సిగ్నల్ బిట్-బై-బిట్ ఎన్‌కోడ్ చేయబడుతుంది మరియు స్వీకరించే వైపుకు ప్రసారం చేయబడుతుంది. ఇది రిసీవర్‌కు చేరుకున్నప్పుడు, స్పెక్ట్రల్ ఫిల్టర్ సైడ్‌బ్యాండ్ సిగ్నల్‌ను (ఫోటాన్ డిటెక్టర్ ఉపయోగించి) సంగ్రహిస్తుంది, రీ-ఫేజ్ మాడ్యులేట్ చేస్తుంది మరియు డేటాను డీక్రిప్ట్ చేస్తుంది.
సురక్షిత కనెక్షన్‌ని ఏర్పాటు చేయడానికి అవసరమైన సమాచారం ఓపెన్ ఛానెల్ ద్వారా మార్పిడి చేయబడుతుంది. "ముడి" కీ ప్రసారం మరియు స్వీకరించే మాడ్యూళ్ళలో ఏకకాలంలో ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది. దాని కోసం ఎర్రర్ రేట్ లెక్కించబడుతుంది, ఇది నెట్‌వర్క్‌ను వైర్‌టాప్ చేసే ప్రయత్నం జరిగిందో లేదో చూపుతుంది. ప్రతిదీ క్రమంలో ఉంటే, అప్పుడు లోపాలు సరిదిద్దబడతాయి మరియు ప్రసార మరియు స్వీకరించే మాడ్యూళ్ళలో రహస్య క్రిప్టోగ్రాఫిక్ కీ ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది.
/PD
ఇంకా ఏం చేయాలి
క్వాంటం నెట్‌వర్క్‌ల యొక్క సైద్ధాంతిక "అన్‌హ్యాక్బిలిటీ" ఉన్నప్పటికీ, అవి ఇంకా సంపూర్ణ క్రిప్టోగ్రాఫిక్ రక్షణను అందించలేదు. పరికరాలు భద్రతపై బలమైన ప్రభావాన్ని చూపుతాయి. కొన్ని సంవత్సరాల క్రితం, వాటర్‌లూ విశ్వవిద్యాలయానికి చెందిన ఇంజనీర్ల బృందం క్వాంటం నెట్‌వర్క్‌లో డేటాను అడ్డగించడానికి అనుమతించే దుర్బలత్వాన్ని కనుగొంది. ఇది ఫోటోడెటెక్టర్‌ను "బ్లైండింగ్" చేసే అవకాశంతో అనుబంధించబడింది. మీరు డిటెక్టర్‌పై ప్రకాశవంతమైన కాంతిని ప్రకాశిస్తే, అది సంతృప్తమవుతుంది మరియు ఫోటాన్‌లను నమోదు చేయడం ఆపివేస్తుంది. అప్పుడు, కాంతి యొక్క తీవ్రతను మార్చడం ద్వారా, మీరు సెన్సార్‌ను నియంత్రించవచ్చు మరియు సిస్టమ్‌ను మోసం చేయవచ్చు.
ఈ సమస్యను పరిష్కరించడానికి, రిసీవర్ల ఆపరేషన్ సూత్రాలను మార్చవలసి ఉంటుంది. డిటెక్టర్లపై దాడులకు సున్నితంగా ఉండే రక్షిత పరికరాల కోసం ఇప్పటికే ఒక పథకం ఉంది - ఈ డిటెక్టర్లు అందులో చేర్చబడలేదు. కానీ అలాంటి పరిష్కారాలు క్వాంటం వ్యవస్థలను అమలు చేసే ఖర్చును పెంచుతాయి మరియు ఇంకా ప్రయోగశాల దాటి వెళ్ళలేదు.
“మా బృందం కూడా ఈ దిశగా పని చేస్తోంది. మేము కెనడియన్ నిపుణులు మరియు ఇతర విదేశీ మరియు రష్యన్ సమూహాలతో సహకరిస్తాము. మేము హార్డ్‌వేర్ స్థాయిలో హానిని మూసివేయగలిగితే, క్వాంటం నెట్‌వర్క్‌లు విస్తృతంగా మారతాయి మరియు కొత్త సాంకేతికతలను పరీక్షించడానికి పరీక్షా స్థలంగా మారతాయి" అని ఆర్థర్ గ్లీమ్ చెప్పారు.
అవకాశాలు
మరిన్ని దేశీయ కంపెనీలు క్వాంటం సొల్యూషన్స్‌పై ఆసక్తి చూపుతున్నాయి. కేవలం Quantum Communications LLC మాత్రమే వినియోగదారులకు సంవత్సరానికి ఐదు డేటా ట్రాన్స్‌మిషన్ సిస్టమ్‌లను సరఫరా చేస్తుంది. ఒక సెట్ పరికరాలు, పరిధిని బట్టి (10 నుండి 200 కిమీ వరకు), 10-12 మిలియన్ రూబిళ్లు ఖర్చు అవుతుంది. ధర మరింత నిరాడంబరమైన పనితీరు పారామితులతో విదేశీ అనలాగ్‌లతో పోల్చవచ్చు.
ఈ సంవత్సరం, క్వాంటం కమ్యూనికేషన్స్ వంద మిలియన్ రూబిళ్లు మొత్తంలో పెట్టుబడులను పొందింది. ఈ డబ్బు అంతర్జాతీయ మార్కెట్‌కు ఉత్పత్తిని తీసుకురావడానికి కంపెనీకి సహాయపడుతుంది. వాటిలో కొన్ని మూడవ పార్టీ ప్రాజెక్టుల అభివృద్ధికి వెళ్తాయి. ప్రత్యేకించి, పంపిణీ చేయబడిన డేటా కేంద్రాల కోసం క్వాంటం నియంత్రణ వ్యవస్థల సృష్టి. బృందం ఇప్పటికే ఉన్న IT అవస్థాపనలో విలీనం చేయగల మాడ్యులర్ సిస్టమ్‌లపై ఆధారపడుతుంది.
క్వాంటం డేటా ట్రాన్స్‌మిషన్ సిస్టమ్‌లు భవిష్యత్తులో కొత్త రకమైన మౌలిక సదుపాయాలకు ఆధారం కానున్నాయి. డేటాను రక్షించడానికి సాంప్రదాయ ఎన్‌క్రిప్షన్‌తో జత చేసిన క్వాంటం కీ డిస్ట్రిబ్యూషన్ సిస్టమ్‌లను ఉపయోగించే SDN నెట్‌వర్క్‌లు కనిపిస్తాయి.
పరిమిత గోప్యత వ్యవధితో సమాచారాన్ని రక్షించడానికి గణిత గూఢ లిపి శాస్త్రం ఉపయోగించడం కొనసాగుతుంది మరియు మరింత బలమైన డేటా రక్షణ అవసరమయ్యే ప్రాంతాల్లో క్వాంటం పద్ధతులు తమ సముచిత స్థానాన్ని కనుగొంటాయి.
హబ్రేలో మా బ్లాగులో:
మూలం: www.habr.com