کوانٹم کمیونیکیشنز انٹرپرائز انکرپشن کلیدی ڈسٹری بیوشن سسٹم بناتا ہے۔ ان کی اہم خصوصیت "وائر ٹیپنگ" کا ناممکن ہے۔
/ویکی میڈیا/
کوانٹم نیٹ ورک کیوں استعمال ہو رہے ہیں؟
ڈیٹا کو محفوظ سمجھا جاتا ہے اگر اس کے ڈکرپشن کا وقت نمایاں طور پر اس کی "میعاد ختم ہونے کی تاریخ" سے زیادہ ہو۔ آج، اس شرط کو پورا کرنا مشکل ہوتا جا رہا ہے - یہ سپر کمپیوٹرز کی ترقی کی وجہ سے ہے۔ ابھی چند سال پہلے، 80 پینٹیم 4 پر مبنی کمپیوٹرز کے ایک کلسٹر نے "ماسٹر" کیا (صرف 1024 گھنٹے میں 104 بٹ RSA انکرپشن۔
ایک سپر کمپیوٹر پر، یہ وقت نمایاں طور پر کم ہوگا، لیکن اس مسئلے کا ایک حل "بالکل مضبوط سائفر" ہوسکتا ہے، جس کا تصور شینن نے پیش کیا تھا۔ اس طرح کے نظاموں میں، ہر پیغام کے لیے چابیاں تیار کی جاتی ہیں، جس سے مداخلت کا خطرہ بڑھ جاتا ہے۔
یہاں، ایک نئی قسم کی کمیونیکیشن لائن بچائے گی - کوانٹم نیٹ ورکس جو سنگل فوٹون کا استعمال کرتے ہوئے ڈیٹا (کرپٹوگرافک کیز) منتقل کرتے ہیں۔ جب کسی سگنل کو روکنے کی کوشش کی جاتی ہے، تو یہ فوٹون تباہ ہو جاتے ہیں، جو چینل میں دخل اندازی کی علامت کے طور پر کام کرتے ہیں۔ اس طرح کا ڈیٹا ٹرانسمیشن سسٹم ITMO یونیورسٹی - Quantum Communications کے ایک چھوٹے اختراعی ادارے کے ذریعے بنایا جا رہا ہے۔ کوانٹم انفارمیشن لیبارٹری کے سربراہ آرتھر گلیم اور انٹرنیشنل انسٹی ٹیوٹ آف فوٹوونکس اینڈ اوپٹو انفارمیٹکس کے ڈائریکٹر سرگئی کوزلوف اس کے سربراہ ہیں۔
ٹیکنالوجی کیسے کام کرتی ہے۔
یہ ضمنی تعدد پر کوانٹم مواصلات کے طریقہ کار پر مبنی ہے۔ اس کی خاصیت یہ ہے کہ واحد فوٹون براہ راست ذریعہ سے خارج نہیں ہوتے ہیں۔ کلاسیکی دالوں کی فیز ماڈیولیشن کے نتیجے میں انہیں سائیڈ فریکوئنسیوں پر لے جایا جاتا ہے۔ کیریئر فریکوئنسی اور ذیلی تعدد کے درمیان وقفہ تقریباً 10-20 بجے ہے۔ یہ نقطہ نظر آپ کو 200 Mbit/s کی رفتار سے 400 میٹر سے زیادہ کوانٹم سگنل نشر کرنے کی اجازت دیتا ہے۔
یہ اس طرح کام کرتا ہے: ایک خصوصی لیزر 1550 nm کی طول موج کے ساتھ ایک نبض تیار کرتا ہے اور اسے الیکٹرو آپٹیکل فیز ماڈیولیٹر کو بھیجتا ہے۔ ماڈیولیشن کے بعد، دو طرفہ تعدد ظاہر ہوتا ہے جو ماڈیولنگ ریڈیو سگنل کی مقدار کے لحاظ سے کیریئر سے مختلف ہوتی ہیں۔
اس کے بعد، فیز شفٹوں کا استعمال کرتے ہوئے، سگنل کو تھوڑا سا انکوڈ کیا جاتا ہے اور وصول کنندہ کی طرف منتقل کیا جاتا ہے۔ جب یہ وصول کنندہ تک پہنچتا ہے، تو سپیکٹرل فلٹر سائڈ بینڈ سگنل (فوٹاون ڈیٹیکٹر کا استعمال کرتے ہوئے) نکالتا ہے، ری فیز ماڈیول کرتا ہے، اور ڈیٹا کو ڈیکرپٹ کرتا ہے۔
ایک محفوظ کنکشن قائم کرنے کے لیے درکار معلومات کا تبادلہ کھلے چینل پر کیا جاتا ہے۔ "خام" کلید ایک ساتھ ترسیل اور وصول کرنے والے ماڈیولز میں تیار ہوتی ہے۔ اس کے لیے غلطی کی شرح کا حساب لگایا جاتا ہے، جس سے پتہ چلتا ہے کہ آیا نیٹ ورک کو وائر ٹیپ کرنے کی کوشش کی گئی تھی۔ اگر سب کچھ ترتیب میں ہے، تو غلطیاں درست کر دی جاتی ہیں، اور ٹرانسمیشن اور وصول کرنے والے ماڈیولز میں ایک خفیہ کرپٹوگرافک کلید تیار کی جاتی ہے۔
/PD
کیا کرنا باقی ہے۔
کوانٹم نیٹ ورکس کی نظریاتی "غیر ہیکیبلٹی" کے باوجود، وہ ابھی تک مکمل خفیہ نگاری کا تحفظ فراہم نہیں کرتے ہیں۔ سامان کی حفاظت پر گہرا اثر پڑتا ہے۔ کچھ سال پہلے، واٹر لو یونیورسٹی کے انجینئروں کے ایک گروپ نے ایک ایسی کمزوری دریافت کی جو کوانٹم نیٹ ورک میں ڈیٹا کو روکنے کی اجازت دے سکتی ہے۔ یہ فوٹو ڈیٹیکٹر کو "اندھا کرنے" کے امکان سے وابستہ تھا۔ اگر آپ ڈیٹیکٹر پر روشن روشنی چمکاتے ہیں، تو یہ سیر ہو جاتا ہے اور فوٹون کا اندراج بند کر دیتا ہے۔ پھر، روشنی کی شدت کو تبدیل کرکے، آپ سینسر کو کنٹرول کر سکتے ہیں اور سسٹم کو بیوقوف بنا سکتے ہیں۔
اس مسئلے کو حل کرنے کے لیے ریسیورز کے آپریشن کے اصولوں کو تبدیل کرنا پڑے گا۔ محفوظ آلات کے لیے پہلے سے ہی ایک اسکیم موجود ہے جو ڈٹیکٹروں پر حملوں کے لیے غیر حساس ہے - یہ ڈٹیکٹر اس میں شامل نہیں ہیں۔ لیکن اس طرح کے حل کوانٹم سسٹم کو لاگو کرنے کی لاگت میں اضافہ کرتے ہیں اور ابھی تک لیبارٹری سے باہر نہیں گئے ہیں۔
ہماری ٹیم بھی اس سمت میں کام کر رہی ہے۔ ہم کینیڈا کے ماہرین اور دیگر غیر ملکی اور روسی گروپوں کے ساتھ تعاون کرتے ہیں۔ اگر ہم ہارڈ ویئر کی سطح پر کمزوریوں کو بند کرنے کا انتظام کرتے ہیں، تو کوانٹم نیٹ ورکس وسیع ہو جائیں گے اور نئی ٹیکنالوجیز کی جانچ کے لیے ایک آزمائشی میدان بن جائیں گے،" آرتھر گلیم کہتے ہیں۔
امکانات
زیادہ سے زیادہ گھریلو کمپنیاں کوانٹم حل میں دلچسپی ظاہر کر رہی ہیں۔ صرف Quantum Communications LLC صارفین کو سالانہ پانچ ڈیٹا ٹرانسمیشن سسٹم فراہم کرتا ہے۔ سامان کا ایک سیٹ، رینج کے لحاظ سے (10 سے 200 کلومیٹر تک) کی قیمت 10-12 ملین روبل ہے۔ قیمت زیادہ معمولی کارکردگی کے پیرامیٹرز کے ساتھ غیر ملکی analogues کے مقابلے میں ہے.
اس سال، کوانٹم کمیونیکیشنز نے ایک سو ملین روبل کی رقم میں سرمایہ کاری حاصل کی۔ یہ رقم کمپنی کو مصنوعات کو بین الاقوامی مارکیٹ میں لانے میں مدد دے گی۔ ان میں سے کچھ تیسری پارٹی کے منصوبوں کی ترقی میں جائیں گے۔ خاص طور پر، تقسیم شدہ ڈیٹا سینٹرز کے لیے کوانٹم کنٹرول سسٹمز کی تخلیق۔ ٹیم ان ماڈیولر سسٹمز پر انحصار کرتی ہے جنہیں موجودہ IT انفراسٹرکچر میں ضم کیا جا سکتا ہے۔
کوانٹم ڈیٹا ٹرانسمیشن سسٹم مستقبل میں ایک نئی قسم کے بنیادی ڈھانچے کی بنیاد بن جائے گا۔ SDN نیٹ ورک ظاہر ہوں گے جو ڈیٹا کی حفاظت کے لیے روایتی خفیہ کاری کے ساتھ جوڑا بنائے گئے کوانٹم کلیدی تقسیم کے نظام کا استعمال کرتے ہیں۔
ایک محدود رازداری کی مدت کے ساتھ معلومات کی حفاظت کے لیے ریاضیاتی کرپٹوگرافی کا استعمال جاری رہے گا، اور کوانٹم طریقے ان علاقوں میں اپنی جگہ تلاش کریں گے جہاں ڈیٹا کے زیادہ مضبوط تحفظ کی ضرورت ہے۔
Habré پر ہمارے بلاگ میں:
ماخذ: www.habr.com