Ang Quantum Communications enterprise ay lumilikha ng encryption key distribution system. Ang kanilang pangunahing tampok ay ang imposibilidad ng "wiretapping".
/Wikimedia/
Bakit ginagamit ang mga quantum network?
Itinuturing na protektado ang data kung ang oras ng pag-decryption nito ay higit na lumampas sa "petsa ng pag-expire" nito. Ngayon, nagiging mas mahirap na tuparin ang kundisyong ito - ito ay dahil sa pag-unlad ng mga supercomputer. Ilang taon lang ang nakalipas, isang kumpol ng 80 Pentium 4-based na mga computer ang βpinagkadalubhasaanβ () 1024-bit RSA encryption sa loob lamang ng 104 na oras.
Sa isang supercomputer, ang oras na ito ay magiging mas maikli, ngunit ang isa sa mga solusyon sa problema ay maaaring isang "ganap na malakas na cipher," ang konsepto na iminungkahi ni Shannon. Sa ganitong mga sistema, ang mga susi ay nabuo para sa bawat mensahe, na nagpapataas ng panganib ng pagharang.
Dito, isang bagong uri ng linya ng komunikasyon ang sasagipin - mga quantum network na nagpapadala ng data (cryptographic keys) gamit ang mga solong photon. Kapag sinusubukang i-intercept ang isang signal, ang mga photon na ito ay nawasak, na nagsisilbing tanda ng pagpasok sa channel. Ang ganitong sistema ng paghahatid ng data ay nilikha ng isang maliit na makabagong negosyo sa ITMO University - Quantum Communications. Sa timon ay sina Arthur Gleim, pinuno ng Quantum Information Laboratory, at Sergei Kozlov, direktor ng International Institute of Photonics and Optoinformatics.
Paano gumagana ang teknolohiya
Ito ay batay sa paraan ng quantum communication sa side frequency. Ang kakaiba nito ay ang mga solong photon ay hindi direktang inilalabas ng pinagmulan. Dinadala ang mga ito sa mga side frequency bilang resulta ng phase modulation ng classical pulses. Ang pagitan sa pagitan ng dalas ng carrier at subfrequencies ay humigit-kumulang 10β20 pm. Binibigyang-daan ka ng diskarteng ito na mag-broadcast ng quantum signal sa 200 metro sa bilis na 400 Mbit/s.
Gumagana ito bilang mga sumusunod: ang isang espesyal na laser ay bumubuo ng pulso na may wavelength na 1550 nm at ipinapadala ito sa isang electro-optical phase modulator. Pagkatapos ng modulasyon, lumilitaw ang dalawang side frequency na naiiba sa carrier sa dami ng modulating radio signal.
Susunod, gamit ang mga phase shift, ang signal ay bit-by-bit na naka-encode at ipinapadala sa receiving side. Kapag naabot na nito ang receiver, kinukuha ng spectral filter ang sideband signal (gamit ang photon detector), re-phase modulate, at i-decrypt ang data.
Ang impormasyong kailangan upang makapagtatag ng isang secure na koneksyon ay ipinagpapalit sa isang bukas na channel. Ang "raw" na key ay nabuo nang sabay-sabay sa pagpapadala at pagtanggap ng mga module. Kinakalkula ang rate ng error para dito, na nagpapakita kung may pagtatangkang i-wiretap ang network. Kung maayos ang lahat, ang mga error ay naitama, at isang lihim na cryptographic key ay nabuo sa pagpapadala at pagtanggap ng mga module.
/PD
Ano pa ang dapat gawin
Sa kabila ng teoretikal na "unhackability" ng mga quantum network, hindi pa sila nagbibigay ng ganap na proteksyon sa cryptographic. Ang kagamitan ay may malakas na epekto sa kaligtasan. Ilang taon na ang nakalilipas, natuklasan ng isang grupo ng mga inhinyero mula sa University of Waterloo ang isang kahinaan na maaaring magpapahintulot sa data na ma-intercept sa isang quantum network. Ito ay nauugnay sa posibilidad ng "pagkabulag" ng photodetector. Kung magpapasikat ka ng maliwanag na ilaw sa detector, ito ay magiging puspos at hihinto sa pagrerehistro ng mga photon. Pagkatapos, sa pamamagitan ng pagbabago ng intensity ng liwanag, maaari mong kontrolin ang sensor at lokohin ang system.
Upang malutas ang problemang ito, ang mga prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga receiver ay kailangang baguhin. Mayroon nang isang pamamaraan para sa mga protektadong kagamitan na hindi sensitibo sa mga pag-atake sa mga detektor - ang mga detektor na ito ay hindi kasama dito. Ngunit ang mga naturang solusyon ay nagpapataas ng gastos sa pagpapatupad ng mga sistema ng quantum at hindi pa lumalampas sa laboratoryo.
"Ang aming koponan ay nagtatrabaho din sa direksyon na ito. Nakikipagtulungan kami sa mga espesyalista sa Canada at iba pang grupong dayuhan at Ruso. Kung pinamamahalaan nating isara ang mga kahinaan sa antas ng hardware, magiging laganap ang mga quantum network at magiging lugar ng pagsubok para sa pagsubok ng mga bagong teknolohiya," sabi ni Arthur Gleim.
Prospect
Parami nang parami ang mga domestic na kumpanya ang nagpapakita ng interes sa mga quantum solution. Tanging ang Quantum Communications LLC ang nagbibigay sa mga customer ng limang data transmission system taun-taon. Ang isang hanay ng kagamitan, depende sa saklaw (mula 10 hanggang 200 km), ay nagkakahalaga ng 10-12 milyong rubles. Ang presyo ay maihahambing sa mga dayuhang analogue na may mas katamtamang mga parameter ng pagganap.
Sa taong ito, ang Quantum Communications ay nakatanggap ng mga pamumuhunan sa halagang isang daang milyong rubles. Ang perang ito ay makakatulong sa kumpanya na dalhin ang produkto sa internasyonal na merkado. Ang ilan sa kanila ay pupunta sa pagbuo ng mga third-party na proyekto. Sa partikular, ang paglikha ng mga quantum control system para sa mga distributed data center. Ang koponan ay umaasa sa mga modular system na maaaring isama sa umiiral na imprastraktura ng IT.
Ang mga quantum data transmission system ay magiging batayan ng isang bagong uri ng imprastraktura sa hinaharap. Lilitaw ang mga network ng SDN na gumagamit ng mga quantum key distribution system na ipinares sa tradisyunal na pag-encrypt upang maprotektahan ang data.
Patuloy na gagamitin ang matematikal na cryptography upang protektahan ang impormasyon na may limitadong panahon ng pagiging kumpidensyal, at mahahanap ng mga quantum method ang kanilang angkop na lugar sa mga lugar kung saan kinakailangan ang mas matatag na proteksyon ng data.
Sa aming blog sa HabrΓ©:
Pinagmulan: www.habr.com