Quantum Communications kuruluşu, şifreleme anahtarı dağıtım sistemleri oluşturur. Ana özellikleri “telefon dinlemenin” imkansızlığıdır.
/Wikimedia/
Kuantum ağları neden kullanılıyor?
Şifre çözme süresi "son kullanma tarihi"ni önemli ölçüde aşarsa veriler korunmuş sayılır. Günümüzde bu koşulu yerine getirmek giderek zorlaşıyor; bunun nedeni süper bilgisayarların gelişmesidir. Sadece birkaç yıl önce, 80 Pentium 4 tabanlı bilgisayardan oluşan bir küme "hakim" oldu () Yalnızca 1024 saatte 104 bit RSA şifreleme.
Bir süper bilgisayarda bu süre önemli ölçüde daha kısa olacaktır, ancak sorunun çözümlerinden biri, konsepti Shannon tarafından önerilen "kesinlikle güçlü bir şifre" olabilir. Bu tür sistemlerde her mesaj için anahtar üretilmekte ve bu da ele geçirilme riskini artırmaktadır.
Burada, yeni bir tür iletişim hattı kurtarmaya gelecek - tek fotonlar kullanarak verileri (kriptografik anahtarlar) ileten kuantum ağları. Bir sinyali yakalamaya çalışırken bu fotonlar yok edilir ve bu da kanala izinsiz girişin işareti olarak hizmet eder. Böyle bir veri aktarım sistemi, ITMO Üniversitesi - Quantum Communications'daki küçük ve yenilikçi bir kuruluş tarafından yaratılıyor. Dümende Kuantum Bilgi Laboratuvarı başkanı Arthur Gleim ve Uluslararası Fotonik ve Optoinformatik Enstitüsü müdürü Sergei Kozlov yer alıyor.
Teknoloji nasıl çalışır?
Yan frekanslarda kuantum iletişim yöntemine dayanmaktadır. Özelliği, tek fotonların doğrudan kaynak tarafından yayılmamasıdır. Klasik darbelerin faz modülasyonu sonucu yan frekanslara taşınırlar. Taşıyıcı frekansı ve alt frekanslar arasındaki aralık yaklaşık 10-20 pm'dir. Bu yaklaşım, bir kuantum sinyalini 200 metrenin üzerinde 400 Mbit/s hızında yayınlamanıza olanak tanır.
Şu şekilde çalışır: Özel bir lazer, 1550 nm dalga boyunda bir darbe üretir ve bunu bir elektro-optik faz modülatörüne gönderir. Modülasyondan sonra, modüle eden radyo sinyalinin miktarı kadar taşıyıcıdan farklı olan iki yan frekans ortaya çıkar.
Daha sonra, faz kaymaları kullanılarak sinyal bit-bit kodlanır ve alıcı tarafa iletilir. Alıcıya ulaştığında, spektral filtre yan bant sinyalini çıkarır (bir foton detektörü kullanarak), yeniden faz modüle eder ve verinin şifresini çözer.
Güvenli bir bağlantı kurmak için gereken bilgiler açık bir kanal üzerinden paylaşılır. “Ham” anahtar, verici ve alıcı modüllerde aynı anda üretilir. Bunun için, ağın dinlenme girişiminin olup olmadığını gösteren bir hata oranı hesaplanır. Her şey yolundaysa hatalar düzeltilir ve verici ve alıcı modüllerde gizli bir şifreleme anahtarı oluşturulur.
/PD
Yapılması gerekenler
Kuantum ağlarının teorik olarak "hacklenemezliği"ne rağmen henüz mutlak kriptografik koruma sağlayamıyorlar. Ekipmanın güvenlik üzerinde güçlü bir etkisi vardır. Birkaç yıl önce Waterloo Üniversitesi'nden bir grup mühendis, kuantum ağında verilerin ele geçirilmesine izin verebilecek bir güvenlik açığı keşfetti. Bu, fotodetektörün “körleştirilmesi” olasılığıyla ilişkilendirildi. Dedektöre parlak ışık tutarsanız doygun hale gelir ve fotonları kaydetmeyi bırakır. Daha sonra ışığın yoğunluğunu değiştirerek sensörü kontrol edebilir ve sistemi kandırabilirsiniz.
Bu sorunu çözmek için alıcıların çalışma prensiplerinin değiştirilmesi gerekecektir. Dedektörlere yapılan saldırılara karşı duyarsız, korumalı ekipman için zaten bir plan var - bu dedektörler buna dahil değil. Ancak bu tür çözümler kuantum sistemlerinin uygulanmasının maliyetini artırıyor ve henüz laboratuvarın ötesine geçemedi.
"Ekibimiz de bu yönde çalışıyor. Kanadalı uzmanlarla ve diğer yabancı ve Rus gruplarla işbirliği yapıyoruz. Donanım düzeyindeki güvenlik açıklarını kapatmayı başarırsak, kuantum ağları yaygınlaşacak ve yeni teknolojilerin test edildiği bir test alanı haline gelecektir" diyor Arthur Gleim.
Beklentiler
Giderek daha fazla yerli şirket kuantum çözümlerine ilgi gösteriyor. Yalnızca Quantum Communications LLC, müşterilere yılda beş veri iletim sistemi sağlamaktadır. Menzile bağlı olarak (10 ila 200 km arası) bir ekipman seti 10-12 milyon rubleye mal oluyor. Fiyat, daha mütevazı performans parametrelerine sahip yabancı analoglarla karşılaştırılabilir.
Bu yıl Quantum Communications yüz milyon ruble tutarında yatırım aldı. Bu para, şirketin ürünü uluslararası pazara sunmasına yardımcı olacak. Bazıları üçüncü taraf projelerin geliştirilmesine gidecek. Özellikle dağıtılmış veri merkezleri için kuantum kontrol sistemlerinin oluşturulması. Ekip, mevcut BT altyapısına entegre edilebilecek modüler sistemlere güveniyor.
Kuantum veri iletim sistemleri gelecekte yeni bir altyapı türünün temeli olacak. Verileri korumak için geleneksel şifrelemeyle eşleştirilmiş kuantum anahtar dağıtım sistemlerini kullanan SDN ağları ortaya çıkacak.
Matematiksel kriptografi, bilgileri sınırlı bir gizlilik süresiyle korumak için kullanılmaya devam edecek ve kuantum yöntemleri, daha sağlam veri korumasının gerekli olduğu alanlarda kendine yer bulacak.
Habré'deki blogumuzda:
Kaynak: habr.com