องค์กร Quantum Communications สร้างระบบการกระจายคีย์การเข้ารหัส คุณสมบัติหลักของพวกเขาคือความเป็นไปไม่ได้ของการ "ดักฟังโทรศัพท์"
/วิกิมีเดีย/
เหตุใดจึงใช้เครือข่ายควอนตัม?
ข้อมูลจะถือว่าได้รับการคุ้มครองหากเวลาถอดรหัสเกิน "วันหมดอายุ" อย่างมีนัยสำคัญ ทุกวันนี้การปฏิบัติตามเงื่อนไขนี้กลายเป็นเรื่องยากมากขึ้น - นี่เป็นเพราะการพัฒนาซูเปอร์คอมพิวเตอร์ เมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมา กลุ่มคอมพิวเตอร์ที่ใช้ Pentium 80 จำนวน 4 เครื่อง "เชี่ยวชาญ" () การเข้ารหัส RSA 1024 บิตในเวลาเพียง 104 ชั่วโมง
บนซูเปอร์คอมพิวเตอร์ เวลานี้จะสั้นลงอย่างมาก แต่หนึ่งในวิธีแก้ปัญหาอาจเป็น "รหัสที่แข็งแกร่งอย่างแน่นอน" ซึ่งเป็นแนวคิดที่แชนนอนเสนอ ในระบบดังกล่าว จะมีการสร้างคีย์สำหรับแต่ละข้อความ ซึ่งเพิ่มความเสี่ยงที่จะถูกสกัดกั้น
ที่นี่สายการสื่อสารรูปแบบใหม่จะมาช่วยเหลือ - เครือข่ายควอนตัมที่ส่งข้อมูล (คีย์เข้ารหัส) โดยใช้โฟตอนเดี่ยว เมื่อพยายามสกัดกั้นสัญญาณ โฟตอนเหล่านี้จะถูกทำลาย ซึ่งเป็นสัญญาณของการบุกรุกเข้าไปในช่องสัญญาณ ระบบการส่งข้อมูลดังกล่าวถูกสร้างขึ้นโดยองค์กรนวัตกรรมขนาดเล็กที่ ITMO University - Quantum Communications หัวหน้าทีมคือ Arthur Gleim หัวหน้าห้องปฏิบัติการข้อมูลควอนตัม และ Sergei Kozlov ผู้อำนวยการสถาบันระหว่างประเทศด้านโฟโตนิกส์และออปโตอินฟอร์เมติกส์
เทคโนโลยีทำงานอย่างไร
ขึ้นอยู่กับวิธีการสื่อสารควอนตัมที่ความถี่ด้านข้าง ลักษณะเฉพาะของมันคือโฟตอนเดี่ยวไม่ได้ถูกปล่อยออกมาจากแหล่งกำเนิดโดยตรง พวกมันถูกส่งไปยังความถี่ด้านข้างอันเป็นผลมาจากการมอดูเลตเฟสของพัลส์คลาสสิก ช่วงเวลาระหว่างความถี่พาหะและความถี่ย่อยคือประมาณ 10-20 น. วิธีการนี้ช่วยให้คุณสามารถถ่ายทอดสัญญาณควอนตัมได้ไกลกว่า 200 เมตรด้วยความเร็ว 400 Mbit/s
มันทำงานดังนี้: เลเซอร์พิเศษจะสร้างพัลส์ที่มีความยาวคลื่น 1550 นาโนเมตรและส่งไปยังโมดูเลเตอร์เฟสอิเล็กโทรออปติคอล หลังจากการมอดูเลต ความถี่สองด้านจะปรากฏขึ้นซึ่งจะแตกต่างจากพาหะตามปริมาณของสัญญาณวิทยุมอดูเลต
จากนั้น เมื่อใช้ Phase Shift สัญญาณจะถูกเข้ารหัสทีละบิตและส่งไปยังฝั่งรับ เมื่อไปถึงเครื่องรับ ตัวกรองสเปกตรัมจะแยกสัญญาณไซด์แบนด์ (โดยใช้เครื่องตรวจจับโฟตอน) ปรับเฟสใหม่ และถอดรหัสข้อมูล
ข้อมูลที่จำเป็นในการสร้างการเชื่อมต่อที่ปลอดภัยจะมีการแลกเปลี่ยนผ่านช่องทางเปิด ปุ่ม "ดิบ" ถูกสร้างขึ้นพร้อมกันในโมดูลการส่งและรับ อัตราข้อผิดพลาดจะถูกคำนวณ ซึ่งจะแสดงว่ามีความพยายามดักฟังเครือข่ายหรือไม่ หากทุกอย่างเป็นไปตามลำดับ ข้อผิดพลาดจะได้รับการแก้ไข และสร้างคีย์การเข้ารหัสลับที่เป็นความลับในโมดูลการส่งและรับ
/PD
สิ่งที่เหลืออยู่ที่ต้องทำ
แม้ว่าเครือข่ายควอนตัมจะมี “ความสามารถในการแฮ็กไม่ได้” ตามทฤษฎี แต่ก็ยังไม่ได้ให้การป้องกันการเข้ารหัสที่สมบูรณ์ อุปกรณ์มีผลกระทบอย่างมากต่อความปลอดภัย เมื่อไม่กี่ปีก่อน กลุ่มวิศวกรจากมหาวิทยาลัยวอเตอร์ลูได้ค้นพบช่องโหว่ที่อาจทำให้ข้อมูลถูกดักจับในเครือข่ายควอนตัมได้ มันเกี่ยวข้องกับความเป็นไปได้ที่จะ "ทำให้มองไม่เห็น" เครื่องตรวจจับแสง หากคุณฉายแสงจ้าไปที่เครื่องตรวจจับ อุปกรณ์จะอิ่มตัวและหยุดการลงทะเบียนโฟตอน จากนั้นด้วยการเปลี่ยนความเข้มของแสง คุณสามารถควบคุมเซ็นเซอร์และหลอกระบบได้
เพื่อแก้ไขปัญหานี้จะต้องเปลี่ยนหลักการทำงานของเครื่องรับ มีแผนสำหรับอุปกรณ์ที่ได้รับการป้องกันซึ่งไม่ไวต่อการโจมตีเครื่องตรวจจับอยู่แล้ว - เครื่องตรวจจับเหล่านี้ไม่รวมอยู่ในนั้น แต่โซลูชันดังกล่าวทำให้ต้นทุนในการใช้ระบบควอนตัมเพิ่มขึ้นและยังไม่ได้ไปไกลกว่าห้องปฏิบัติการ
“ทีมของเราก็ทำงานไปในทิศทางนี้เช่นกัน เราร่วมมือกับผู้เชี่ยวชาญชาวแคนาดาและกลุ่มต่างประเทศและรัสเซียอื่นๆ หากเราสามารถปิดช่องโหว่ในระดับฮาร์ดแวร์ได้ เครือข่ายควอนตัมก็จะแพร่หลายและจะกลายเป็นพื้นที่ทดสอบสำหรับการทดสอบเทคโนโลยีใหม่ ๆ” Arthur Gleim กล่าว
อนาคต
บริษัทในประเทศจำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ แสดงความสนใจในโซลูชันควอนตัม มีเพียง Quantum Communications LLC เท่านั้นที่จัดหาระบบส่งข้อมูลห้าระบบให้กับลูกค้าทุกปี อุปกรณ์หนึ่งชุดขึ้นอยู่กับระยะ (ตั้งแต่ 10 ถึง 200 กม.) มีราคา 10-12 ล้านรูเบิล ราคาเทียบได้กับอะนาล็อกต่างประเทศที่มีพารามิเตอร์ประสิทธิภาพที่เรียบง่ายกว่า
ในปีนี้ Quantum Communications ได้รับเงินลงทุนจำนวนหนึ่งร้อยล้านรูเบิล เงินจำนวนนี้จะช่วยให้บริษัทนำผลิตภัณฑ์ออกสู่ตลาดต่างประเทศ บางส่วนจะไปพัฒนาโครงการของบุคคลที่สาม โดยเฉพาะการสร้างระบบควบคุมควอนตัมสำหรับศูนย์ข้อมูลแบบกระจาย ทีมงานอาศัยระบบโมดูลาร์ที่สามารถรวมเข้ากับโครงสร้างพื้นฐานด้านไอทีที่มีอยู่ได้
ระบบการส่งข้อมูลควอนตัมจะกลายเป็นพื้นฐานของโครงสร้างพื้นฐานประเภทใหม่ในอนาคต เครือข่าย SDN จะปรากฏว่าใช้ระบบการกระจายคีย์ควอนตัมจับคู่กับการเข้ารหัสแบบเดิมเพื่อปกป้องข้อมูล
การเข้ารหัสทางคณิตศาสตร์จะยังคงใช้เพื่อปกป้องข้อมูลด้วยระยะเวลาการรักษาความลับที่จำกัด และวิธีการควอนตัมจะพบช่องทางเฉพาะในพื้นที่ที่จำเป็นต้องมีการปกป้องข้อมูลที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้น
ในบล็อกของเราที่Habré:
ที่มา: will.com