I slutten av desember 2019 forskere fra University of Science and Technology. Kong Abdullah (Saudi Arabia) og University of St. Andrews (Skottland) har presentert et nytt uknuselig sikkerhetssystem. De har laget en optisk mikrochip som gjør det mulig å sende informasjon fra bruker til bruker gjennom en engangskommunikasjonskanal. I følge skaperne er til og med kvantemaskiner ikke i stand til å bryte slik kryptografi.
Moderne kryptografiske teknikker gir mulighet for rask datautveksling, men kvantealgoritmer vil en dag gjøre det enkelt å bryte. Skaperne av mikrochipen hevder at metoden deres for kryptografi ikke kan hackes, og at den tar mindre plass i nettverket enn tradisjonell kommunikasjon. Det foreslåtte systemet bruker nøkler generert av en optisk brikke, som ikke lagres eller overføres med meldingen. Som et resultat kan de ikke gjenskapes eller bli oppfanget.
Forskere fra University of Science and Technology. King Abdullah og St. Andrews University avdekker nytt ubrytbart sikkerhetssystem
Den nye teknologien er helt uknuselig, som vi demonstrerte i artikkelen. Den kan brukes til å beskytte konfidensiell kommunikasjon mellom brukere atskilt med hvilken som helst avstand, i nær lyshastigheter, og ved å bruke billige optiske brikker som er kompatible med elektronikk, ” forklarte studieleder, professor Andrea di Falco ved School of Physics and Astronomy. ved University of St. Andrews.
I følge utviklerne åpner deres teknologi for en helt ny kryptografiteknikk som gir "perfekt hemmelighold" på global skala med minimale kostnader.
Å implementere massive og rimelige globale sikkerhetsteknikker er en verdensomspennende utfordring, og vi tilbyr en elegant løsning. Hvis denne ordningen implementeres over hele verden, vil kryptohacker måtte se seg om etter en annen jobb, bemerker forfatterne.
Salgsfremmende video:
Testing av kvantekryptering på fiberoptiske linjer med en lengde på 143 kilometer
25. september 2019 ble det kjent at Kazan Quantum Center fra Kazan National Research Technical University oppkalt etter A. N. Tupolev - KAI (KKTs KNITU-KAI), Rostelecom og Tattelecom med suksess ga utvekslingen av kvante krypteringsnøkler på en fiberoptisk kommunikasjonslinje (FOCL) med en lengde på 143 kilometer. Dette er en post for drift av kommersielle kommunikasjonsnettverk. Tidligere, i 2018, testet Rostelecom en lignende teknologi på FOCL med en lengde på 58 kilometer.
I Tatarstan koblet en testfiberoptisk kommunikasjonslinje (fiberoptisk kommunikasjonslinje) laboratoriet for praktisk kvantekryptografi av KKC KNITU-KAI med kommunikasjonssenteret Rostelecom i Apastovo. Testingen involverte ryggradsnettverket til to uavhengige teleoperatører - Rostelecom og Tattelecom, som er viktig for den praktiske implementeringen av kvantekommunikasjon.
En av de tekniske utfordringene er å sikre overføring av kvantnøkler over lange avstander i fiberoptiske linjer. Den testede prototypen til et dataoverførings- og mottakskompleks med hybrid kvanteklassisk beskyttelse ble utviklet på KNITU-KAI og støtter overføring av kvantnøkler over lange avstander. Den inkluderer et system for kvantetastfordeling ved sidefrekvenser, en krypto-ruter og en enkelt fotondetektor produsert av det russiske selskapet SKONTEL. Utviklingen av St. Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics (ITMO University) ble brukt som det første systemet for kvante nøkkelfordeling.
Ved testing av krypto-ruteren ble det arrangert videokonferansesesjoner mellom to kommunikasjonsnoder i en avstand på 143 kilometer med et optisk tap i kanalen på 37 dB. For utveksling av krypteringsnøkler ble en strøm av enkeltfotoner brukt, i de kvantetilstandene klassisk informasjon ble skrevet om. Kvantefordeling av nøkler fant sted ved en modulasjonsfaseendringsfrekvens på 100 MHz med et gjennomsnittlig antall fotoner på 0,2 per en modulasjonsklokke. Gjennomsnittsverdien for generasjonen av kvantetaster i kanalen gjorde det mulig å endre 256-bits krypteringsnøkkelen opp til to ganger i minuttet.
Eksperter mener at kvantekommunikasjon gir den høyeste grad av beskyttelse av dataoverføring over fiberoptiske linjer som eksisterer i september 2019. Teknologien er basert på bruk av grunnleggende lover for kvantefysikk som ikke kan omgås. For å utveksle krypteringsnøkler bruker teknologien enkeltfotoner, hvis tilstander endres ugjenkallelig så snart noen prøver å "lese" dem. Ethvert avskjæringsforsøk vil umiddelbart bli oppdaget og forhindret.
Rostelecom har organisert et eksperimentelt dataoverføringsnettverk med kvantekryptering i Russland
5. juni 2019 presenterte Rostelecom et eksperimentelt dataoverføringsnettverk med kvantekryptering. For første gang bruker den utstyr og løsninger fra forskjellige produsenter med organiseringen av deres korrekte samhandling langs hele dataoverføringsveien. For første gang i landet har et slikt nettverk også flere noder med teknisk evne til å koble mange brukere, uavhengig av hvor kontorene deres og det brukte kryptografiske utstyret er brukt med QKD (distribusjonsteknologi for kvantetasten).
Pilotnettverket i St. Petersburg inkluderer noder i Rostelecoms laboratorier på Sinopskaya voll, i SafeNet engineering center på Aptekarsky prospektet, samt i kommunikasjonsmuseet på Pochtamtsky-banen. Alle av dem er forbundet med hverandre av Rostelecoms høyhastighets fiberoptiske datalinjer. For å organisere beskyttelsen av informasjonsoverføring ved hjelp av QKD er det bare innenlandsk utstyr og løsninger involvert - St. Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics (ITMO University), det russiske Quantum Center, T8 og S-Terra. Multinode-nettverket som presenteres i St. Petersburg genererer mer enn 2000 biter med hemmelig nøkkelinformasjon på 1 sekund.
I rundt ett år har Rostelecom vært engasjert i utdypende testing av utstyr og løsninger fra innenlandske leverandører innen kvantekommunikasjon. I det store og hele er vi fornøyd med resultatene, de beviser at bruken av KKK er teknisk rimelig på den eksisterende infrastrukturen til Rostelecom. Nå går vi over til et grunnleggende nytt testnivå, når det opprettes et nettverk med flere noder med utstyr fra forskjellige leverandører. På et slikt nettverk er det viktig for oss å teste og vise potensielle kunder prototyper av kommersielle tjenester, for eksempel organisering av beskyttelse av ryggraddataoverføringskanaler eller virtuelle private nettverk (VPN) ved bruk av QKD. Fremtidige kommersielle tjenester vil bli testet på nettverket opprettet i St. Petersburg, - sa Boris Glazkov, visepresident for strategiske initiativer fra Rostelecom.
Rostelecom forventer i løpet av de neste to årene å lansere de første kommersielle tjenestene ved bruk av QKD-teknologi (quantum key distribution) - det garanterer den høyeste grad av dataoverføringsbeskyttelse, ettersom de er basert på grunnleggende fysiske lover. Dette uttalte presidenten for selskapet Mikhail Oseevsky.
Eksperter mener at kvantekommunikasjon gir det høyeste nivået av dataoverføringssikkerhet som er tilgjengelig i juni 2019. Teknologien er basert på bruk av grunnleggende lover for kvantefysikk som ikke kan omgås. For å utveksle krypteringsnøkler bruker teknologien enkeltfotoner, hvis tilstander endres ugjenkallelig så snart noen prøver å "lese" dem. Ethvert avskjæringsforsøk vil umiddelbart bli oppdaget og forhindret.
Tester av systemet for kvantebeskyttelse av dataoverføring på FOCL fra Rostelecom
29. januar 2019 kunngjorde Rostelecom at den hadde fullført den andre fasen med testing av innenlandsk utstyr og løsninger for organisering av kvantebeskyttelse av dataoverføring på den eksisterende fiberoptiske kommunikasjonslinjen (FOCL). Testdeltakerne var Russian Quantum Center (RQC), QRate og S-Terra CSP.
Kvantekryptografi har ennå ikke nådd nivået med praktisk bruk, men har kommet nær det. Det er flere organisasjoner i verden hvor det forskes aktivt innen kvantekryptografi. Blant dem er IBM, GAP-Optique, Mitsubishi, Toshiba, Los Alamos National Laboratory, California Institute of Technology (Caltech), samt det unge MagiQ-selskapet og QinetiQ-bedriften, støttet av det britiske forsvarsdepartementet. Utvalget av deltakere dekker både verdens største institusjoner og små oppstartsbedrifter, som lar oss snakke om den innledende perioden i dannelsen av et markedssegment, når begge kan delta på like vilkår.
Naturligvis er kvanteretningen til kryptografisk informasjonsbeskyttelse veldig lovende, siden kvantelovgivningen gjør det mulig å bringe informasjonsbeskyttelsesmetoder til et kvalitativt nytt nivå. Til dags dato er det allerede erfaring med å opprette og teste et datanettverk beskyttet av kvantekryptografiske metoder - det eneste nettverket i verden som ikke kan hackes.
Kvanteberegning utgjør en trussel mot cybersikkerhet
Asymmetrisk kryptografi er basert på to nøkler: den ene kan kryptere data, den andre brukes til å dekryptere den. I teorien vil kvantecomputere kunne løse problemer betydelig raskere enn konvensjonelle datamaskiner og vil kunne dekryptere private nøkler. Gitt tempoet i utviklingen av kvanteberegning, kan dette skje i løpet av 5-10 år.
Med bruk av kvantecomputere vil tradisjonell kryptering ikke lenger være effektiv. Dette betyr at all verdifull informasjon som overføres i kryptert form vil lide, banktransaksjoner og cryptocurrencies vil være i fare, angripere vil kunne få tilgang til kritiske energifasiliteter fra hvor som helst i verden, etc. Som eksperten bemerket, vil dette problemet påvirke ikke bare etterretningsfellesskapet og eksperter innen cybersikkerhet, men også sosiale plattformer og budbringere, for eksempel WhatsApp, som bruker nøkler for å autorisere brukere.
Standardisering2019: NPK Kryptonit vil lede utviklingen av post-kvante kryptografistandarder i Russland
Leder for kryptografilaboratoriet til NPK Kryptonit vil utvikle utkast til nasjonale standarder i Den russiske føderasjonen som definerer post-kvante mekanismer for kryptografisk informasjonsbeskyttelse. Avgjørelsen ble tatt på et møte i den tekniske komiteen for standardisering "Kryptografisk beskyttelse av informasjon" (TC 26), rapportert i NPK "Kryptonite" 19. november 2019.
Kvantekryptografi for mobile enheter
Kvantekryptografi er en ekstremt pålitelig metode i teorien for å beskytte kommunikasjonskanaler mot avlytting, men i praksis er det fremdeles ganske vanskelig å implementere det. Kompleks utstyr må installeres i begge ender av kanalen - enkle fotonkilder, fotonpolarisasjonskontroller og følsomme detektorer. For å måle polarisasjonsvinkelen til fotoner, er det nødvendig å vite nøyaktig hvordan utstyret er orientert i begge ender av kanalen. På grunn av dette er kvantekryptografi ikke egnet for mobile enheter.
Forskere fra University of Bristol har foreslått en ordning der komplekst utstyr bare er nødvendig for en forhandler. Den andre modifiserer bare fotonenes tilstand, koder for denne informasjonen og sender dem tilbake. Utstyret for dette kan plasseres i en lommeenhet. Forfatterne foreslår også en løsning på problemet med utstyrsorientering. Målinger blir tatt i tilfeldige retninger. Liste over veibeskrivelser kan publiseres åpent, men bare sammenfallende veibeskrivelser blir tatt i betraktning ved avkoding.
