Сигурност

Квантова физика и неразбиваемо криптиране

Quantum-cryptography-for-secure-communication

 

Науката криптография (от гр. κρυπτός, криптос – „скрит“, и γράφω, графо – „пиша“) е съществувала много преди да получи името си. Основите вероятно е положил първият човек, избрал да изпрати скрито послание до някого, без то да може да бъде (лесно) разбрано от друг, различен от изричния си получател.

През вековете на военни конфликти, любовни авантюри, бизнес начинания и всички други дейности, изискващи скрита от трети лица комуникация, криптографските методи са се развили до сложни процеси, базиращи се на понятия от висшата математика.

2000px-Avalanche_effect.svg“Ефектът на лавината”, цел в криптографията, при която се търси онзи от набор криптографски инструменти, при който при минимална промяна на входните данни, се постига максимално различна криптирана информация.

С изстрелването на 15 август на китайския квантов спътник “Мо Дзъ”, разговорите за квантовия Интернет, квантовите компютри и квантовото криптиране излязоха от строго научните и изследователски, ставайки достояние на обикновения човек, интересуващ се от съвременна наука.

Какво е квантово криптиране и по-добро ли е от не-квантовото?

Засега не се знае как точно работят механизмите на квантова криптография, но се опитваме да я приспособим за своите нужди. Отдавна са разработени прототипи на квантови криптографски системи във вид на мрежови структури на базата на оптични технологии. Активни изследвания в областта на квантовата криптография освен в Китай, се водят от най-големите технологични компании, включително IBM, Mitsubishi, Toshiba и авторитетни научни и образователни центрове по света.

Квантово вплитане

Един от най-любопитните феномени на квантовата механика се нарича квантово вплитане. Това е явление, при което две квантови частици, разположени на голямо разстояние една от друга, могат и обменят информация за състоянието си. През 1982 г. е описано явлението “вплетени бифотони” (единен обект, представляващ двойка фотони), като засега максималното разстояние със задържан ефект на вплитане е 200 км., а обменът на информация между обектите се извършва почти мигновено. Процесът е многократно експериментално потвърден, но същността и механизмът му остават загадка.

Въпреки това квантовият канал може да подейства за революционно подобрение на криптографските системи, тъй като е невъзможно да се клонира квантовото състояние. В основата на квантовата криптография е физическия принцип, според който не може да се прочете два пъти състоянието на квант светлина (фотон). След първото четене състоянието на фотона се променя и повторен опит с голяма вероятност ще даде погрешен резултат. Така могат да бъдат създадени кодиращи системи, разчитащи на непробиваеми алгоритми.

Съществен проблем е това, че хардуерната част на подобна система е по дефиниция уязвима към атаки. Хората не винаги успяваме да направим всичко идеално. Затова квантови хакери могат да проникнат, използвайки несъвършенството на оборудването, което се използва в системите за квантовата криптография.

Това може да изглежда като технология от бъдещето, но всъщност тя вече работи. Въпрос на време е да излезе на масовия пазар. Очакваме с нетърпения предизвикателствата, които тя ще донесе на потребителите и на компаниите по киберсигурност.

Източници:

Наука OffNews, The Hacker News