Ожидаемое появление квантовых компьютеров несёт угрозу традиционному шифрованию. Гарантированно парировать эту угрозу обещают системы связи с квантовым распределением ключей. Безопасность заложена в самой основе квантовой криптографии на физическом уровне. Любая попытка перехвата ключей сразу обнаруживает себя. С передачей квантовых ключей по оптическим кабелям учёные уже разобрались. Пришло время для беспроводного обмена.
Квантовая криптография — метод защиты коммуникаций, основанный на принципах квантовой физики. В отличие от традиционной криптографии, которая использует математические методы, чтобы обеспечить секретность информации, квантовая криптография сосредоточена на физике, рассматривая случаи, когда информация переносится с помощью объектов квантовой механики. Процесс отправки и приёма информации всегда выполняется физическими средствами, например, при помощи электронов в электрическом токе, или фотонов в линиях волоконно-оптической связи. Подслушивание может рассматриваться как изменение определённых параметров физических объектов — в данном случае, переносчиков информации.
Технология квантовой криптографии опирается на принципиальную неопределённость поведения квантовой системы, выраженную в принципе неопределённости Гейзенберга — невозможно одновременно получить координаты и импульс частицы, невозможно измерить один параметр фотона, не исказив другой.
Используя квантовые явления, можно спроектировать и создать такую систему связи, которая всегда может обнаруживать подслушивание. Это обеспечивается тем, что попытка измерения взаимосвязанных параметров в квантовой системе вносит в неё изменения, разрушая исходные сигналы, а значит, по уровню шума в канале легитимные пользователи могут распознать степень активности перехватчика.
«Группа исследователей из МТУСИ, компаний QRate и "Мостком" провела эксперимент по беспроводной передаче квантового ключа в открытом пространстве на 180 и 3100 метров. Учёным удалось совместить оборудование квантовой защиты информации с технологией лазерной передачи данных и оценить влияние погодных условий на качество их синхронизации», — сказано в пресс-релизе Московский Технический Университет Связи и Информатики (МТУСИ).
Для проведения эксперимента на крыше зданий МТУСИ были установлены и направлены друг на друга терминалы атмосферной (лазерной) оптической связи «Мостком». Генерацию ключей — последовательность одиночных фотонов, информация в которых была закодирована в квантовых состояниях этих частиц — выполняло промышленное оборудование компании QRate. Кстати, QRate обещает до конца года выпустить модули квантовой связи, которые можно подключить к любому ПК и они будут стоить дешевле $10 тысяч.
На протяжении недели команда проводила работы с оборудованием в городских условиях эксплуатации: при воздействии водяного пара, дождя, снега, тумана, смога, солнечного и искусственного освещения. В будущем эта информация поможет развёртывать сети с квантовым распределением ключей там, где прокладка оптических кабелей будет невозможна либо экономически невыгодна, например, для защищённых каналов связи с роботизированной техникой и системами «умного» города. Фактически учёные создают решение так называемой «последней мили» для достаточно простого и массового внедрения технологии в повседневную жизнь.
Для передачи квантово-распределённых ключей на большие расстояния без использования кабелей также можно использовать спутники. В России такие программы находятся на стадии разработки, но в Китае, к примеру, спутники с каналами с квантовой криптографией уже испытываю свыше десяти лет, и даже на практике проверяют работу таких сетей для защиты энергосетей. За квантовой криптографией будущее. Мир становится полностью зависимым от «цифры». Тотальная цифровизация не оставляет других возможностей.
По материалам 3dnews