La empresa Quantum Communications está creando sistemas de distribución de claves de cifrado. Su característica principal es la imposibilidad de "escuchas telefónicas".
Rama / Wikimedia / CC BY-SA¿Por qué están involucradas las redes cuánticas?
Los datos se consideran protegidos si su tiempo de descifrado supera significativamente la "fecha de vencimiento". Hoy es cada vez más difícil cumplir con esta condición: el desarrollo de las supercomputadoras es el culpable. Hace unos años, un grupo de 80 computadoras Pentium 4 “dominaba” (
p. 6 en el artículo ) cifrado RSA de 1024 bits en solo 104 horas.
En una supercomputadora, este tiempo será significativamente más corto, pero una de las soluciones al problema puede ser un "cifrado absolutamente fuerte", cuyo concepto fue propuesto por Shannon. En tales sistemas, se generan claves para cada mensaje, lo que aumenta el riesgo de su intercepción.
Aquí, un nuevo tipo de línea de comunicación vendrá al rescate: redes cuánticas que transmiten datos (claves criptográficas) utilizando fotones individuales. Cuando intentas interceptar la señal, estos fotones se destruyen, lo que sirve como señal de una invasión del canal. Tal sistema de transferencia de datos es creado por la pequeña empresa innovadora de la Universidad ITMO, Quantum Communications. A la cabeza están Arthur Glaim, jefe del laboratorio de informática cuántica, y Sergey Kozlov, director del Instituto Internacional de Fotónica y Optoinformática.
¿Cómo funciona la tecnología?
Se basa en el método de comunicación cuántica en frecuencias laterales. Su peculiaridad es que los fotones individuales no son emitidos directamente por la fuente. Se llevan a las frecuencias laterales como resultado de la modulación de fase de los pulsos clásicos. El intervalo entre la frecuencia portadora y las subfrecuencias es de aproximadamente 10-20 pm. Este enfoque le permite transmitir una señal cuántica a 200 metros a una velocidad de 400 Mbit / s.
Funciona de la siguiente manera: un láser especial genera un pulso con una longitud de onda de 1550 nm y lo envía al modulador de fase electroóptico. Después de la modulación, aparecen dos frecuencias laterales, que difieren de la portadora por el valor de la señal de radio de modulación.
Además, utilizando cambios de fase, la señal se codifica en bits y se transmite al lado receptor. Cuando llega al receptor, el filtro espectral emite una señal de frecuencia lateral (usando un detector de fotones), realiza una modulación de fase repetida y descifra los datos.
La información necesaria para establecer una conexión segura se intercambia a través de un canal abierto. Se genera una clave sin procesar simultáneamente en los módulos de transmisión y recepción. Se calcula una tasa de error, que muestra si hubo un intento de escuchas telefónicas de la red. Si todo está en orden, los errores se corrigen y se genera una clave criptográfica secreta en los módulos de transmisión y recepción.
PxHere / PDLo que queda por hacer
A pesar del "craqueo" teórico de las redes cuánticas, hasta ahora no son una defensa criptográfica absoluta. El equipo tiene un gran impacto en la seguridad. Hace unos años, un grupo de ingenieros de la Universidad de Waterloo descubrió una vulnerabilidad que podía interceptar datos en una red cuántica. Se asoció con la posibilidad de fotodetector "ciego". Si dirige la luz brillante al detector, se satura y deja de registrar fotones. Luego, cambiando la intensidad de la luz, puede controlar el sensor y engañar al sistema.
Para resolver este problema, deberá cambiar los principios de los receptores. Ya existe un circuito de equipo protegido que no es sensible a los ataques a los detectores, simplemente no tiene estos detectores. Pero tales soluciones aumentan el costo de introducir sistemas cuánticos y aún no han ido más allá del laboratorio.
“Nuestro equipo también trabaja en esta dirección. Trabajamos con especialistas canadienses y otros grupos extranjeros y rusos. Si logra cerrar las vulnerabilidades a nivel de hierro, las redes cuánticas se extenderán y se convertirán en un campo de pruebas para el desarrollo de nuevas tecnologías ”, dice Arthur Glame.
Perspectivas
Cada vez más empresas nacionales muestran interés en soluciones cuánticas. Solo Quantum Communications LLC suministra a los clientes cinco sistemas de transmisión de datos anualmente. Un conjunto de equipos, dependiendo del alcance (de 10 a 200 km), cuesta 10-12 millones de rublos. El precio es comparable a las contrapartes extranjeras con parámetros operativos más modestos.
Este año, Quantum Communications recibió una inversión de cien millones de rublos. Este dinero ayudará a la compañía a llevar el producto al mercado internacional. Algunos de ellos irán al desarrollo de proyectos de terceros. En particular, la creación de sistemas de control cuántico para centros de datos distribuidos. El equipo se basa en sistemas modulares que pueden integrarse en la infraestructura de TI existente.
En el futuro, los sistemas de transmisión de datos cuánticos se convertirán en la base de un nuevo tipo de infraestructura. Aparecerán redes SDN que utilizan sistemas de distribución de claves cuánticas emparejados con cifrado tradicional para proteger los datos.
La criptografía matemática continuará siendo utilizada para proteger la información con un período limitado de confidencialidad, y los métodos cuánticos encontrarán su nicho en áreas donde se requiere una protección de datos más sólida.
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