क्या क्वांटम क्रिप्टोग्राफी वास्तव में विश्वसनीय है?

हजारों सालों से, मानव जाति का सबसे अच्छा दिमाग सूचनाओं को चुभने वाली आंखों से बचाने के तरीकों का आविष्कार करता रहा है, लेकिन हर बार सिफर के रहस्य को उजागर करने और गुप्त दस्तावेजों को पढ़ने का एक तरीका है। दुनिया भर के क्रिप्टोग्राफर्स की एक और पवित्र कब्र क्वांटम क्रिप्टोग्राफी है, जिसमें फोटॉनों का उपयोग करके जानकारी प्रसारित की जाती है। क्वांटम कण के रूप में एक फोटॉन के मूलभूत गुण ऐसे हैं कि विशेषताओं का माप अनिवार्य रूप से इसकी स्थिति को बदल देता है। दूसरे शब्दों में, क्वांटम चैनल के माध्यम से प्रसारित जानकारी को गुप्त रूप से रोकना असंभव है, क्योंकि यह इसे बदल देगा। या यह अभी भी संभव है?

क्वांटम क्रिप्टोग्राफी के सिद्धांत

पहली बार, जानकारी की रक्षा के लिए क्वांटम वस्तुओं का उपयोग करने का विचार स्टीफन वेसनर ने 1970 में व्यक्त किया था। वह क्वांटम सिक्योरिटी बैंकनोट्स के विचार के साथ आया था जो कि नकली नहीं हो सकते। तब से बहुत समय बीत चुका है, लेकिन कोई भी बैंकनोट्स पर क्वांटम ऑब्जेक्ट्स रखने का एक तरीका नहीं लाया है, हालांकि, इस विचार को कि वेस्नर ने अपने पूर्व सहपाठी चार्ल्स बेनेट के साथ साझा किया, कुछ साल बाद क्वांटम क्रिप्टोग्राफी नामक जानकारी की रक्षा करने का एक तरीका बन गया।


एक बार की क्वांटम सिफर नोटपैड के साथ एन्क्रिप्शन

1984 में, बेनेट ने मॉन्ट्रियल विश्वविद्यालय के गिलेस ब्रासार्ड के साथ मिलकर क्वांटम तकनीक का उपयोग करके एन्क्रिप्टेड संदेशों को प्रसारित करने के लिए विसेनर के विचार को अंतिम रूप दिया। उन्होंने क्वांटम चैनलों का उपयोग करके एक बार की एन्क्रिप्शन कुंजियों का आदान-प्रदान करने का प्रस्ताव रखा, और ऐसी कुंजियों की लंबाई संदेश की लंबाई के बराबर होनी चाहिए। यह आपको एक बार के सिफर-नोटपैड मोड में एन्क्रिप्टेड डेटा को स्थानांतरित करने की अनुमति देता है। यह एन्क्रिप्शन विधि गणितीय रूप से सिद्ध क्रिप्टोग्राफिक ताकत प्रदान करती है, अर्थात यह क्रैकर की असीमित कम्प्यूटेशनल क्षमताओं के साथ क्रैकिंग के लिए प्रतिरोधी है।

उन्होंने सूचना प्रसारित करने के लिए क्वांटम कण के रूप में एक फोटॉन का उपयोग करने का निर्णय लिया। यह उपलब्ध उपकरणों (लैंप, लेजर, आदि) का उपयोग करके आसानी से प्राप्त किया जा सकता है, और इसके पैरामीटर पूरी तरह से मापने योग्य थे। लेकिन जानकारी के प्रसारण के लिए, एक कोडिंग विधि की आवश्यकता थी, जो शून्य और लोगों को प्राप्त करने की अनुमति देता है।

पारंपरिक इलेक्ट्रॉनिक्स के विपरीत, जहां शून्य और लोगों को अलग-अलग सिग्नल क्षमता के रूप में या एक निश्चित दिशा के दालों के रूप में एन्कोड किया जाता है, क्वांटम सिस्टम में इस तरह की एन्कोडिंग असंभव है। एक फोटॉन पैरामीटर की आवश्यकता थी, जिसे इसकी पीढ़ी के दौरान सेट किया जा सकता है, और फिर विश्वसनीयता की आवश्यक डिग्री के साथ मापा जाता है। यह पैरामीटर ध्रुवीकरण निकला।

बहुत सरल बनाना, ध्रुवीकरण को अंतरिक्ष में एक फोटॉन के अभिविन्यास के रूप में माना जा सकता है। एक फोटॉन 0, 45, 90, 135 डिग्री के कोण पर ध्रुवीकृत किया जा सकता है। एक फोटॉन को मापने से, केवल दो पारस्परिक रूप से लंबवत राज्यों या ठिकानों को अलग किया जा सकता है:

• प्लस आधार - फोटॉन को खड़ी या क्षैतिज रूप से ध्रुवीकृत किया जाता है;
• आधार "क्रॉस" - फोटॉन को 45 या 135 डिग्री के कोण पर ध्रुवीकृत किया जाता है।

45 डिग्री के कोण पर ध्रुवीकृत फोटॉन से एक क्षैतिज फोटॉन को भेद करना असंभव है।
इन फोटॉन गुणों ने चार्ल्स बेनेट और गाइल्स ब्रासर्ड द्वारा विकसित BB84 क्वांटम कुंजी वितरण प्रोटोकॉल का आधार बनाया। जब लागू किया जाता है, तो ध्रुवीकृत फोटॉनों के माध्यम से जानकारी प्रसारित होती है, और ध्रुवीकरण की दिशा शून्य या एक के रूप में उपयोग की जाती है। सिस्टम की सुरक्षा की गारंटी हेइज़ेनबर्ग अनिश्चितता सिद्धांत द्वारा दी गई है , जिसके अनुसार दो क्वांटम मात्रा को एक साथ आवश्यक सटीकता से नहीं मापा जा सकता है: अधिक सटीक रूप से एक कण विशेषता को मापा जाता है, कम सटीक रूप से दूसरे को मापा जा सकता है। इस प्रकार, यदि कोई इसके प्रसारण के दौरान कुंजी को बाधित करने की कोशिश करता है, तो वैध उपयोगकर्ताओं को इसके बारे में पता चल जाएगा।

1991 में, आर्थर एकर्ट ने E91 एल्गोरिथ्म विकसित किया , जिसमें क्वांटम उलझाव का उपयोग करके कुंजियों का वितरण किया गया था, एक ऐसी घटना जिसमें दो या दो से अधिक फोटॉन की क्वांटम अवस्थाएं अन्योन्याश्रित हैं। इसके अलावा, यदि युग्मित फोटोन की जोड़ी में से एक का मान 0 है, तो दूसरा निश्चित रूप से 1 के बराबर होगा, और इसके विपरीत।

आइए देखें कि क्वांटम क्रिप्टोसिस्टम में एन्क्रिप्शन कुंजी कैसे उत्पन्न होती है। हम मानते हैं कि जानकारी भेजने वाले को एलिस कहा जाता है, प्राप्तकर्ता बॉब है, और ईव उनकी बातचीत पर प्रकाश डालने की कोशिश कर रहा है।

BB84 प्रोटोकॉल के अनुसार, एक गुप्त कुंजी निम्नानुसार उत्पन्न होती है:

1. ऐलिस बिट्स का एक यादृच्छिक अनुक्रम उत्पन्न करता है, इस जानकारी को फोटॉनों के संगत ध्रुवीकरण का उपयोग करके एन्कोडिंग करता है और बेसम (क्रॉस या प्लस) के बेतरतीब ढंग से चयनित अनुक्रम का उपयोग करके बॉब तक पहुंचाता है।
2. बॉब बेतरतीब ढंग से चयनित आधार का उपयोग करके प्रत्येक प्राप्त फोटॉन की स्थिति को यादृच्छिक रूप से मापता है।
3. प्रत्येक फोटॉन के लिए, बॉब, एक ओपन चैनल के माध्यम से, एलिस को बताता है कि किस आधार पर उसने फोटॉन की स्थिति को मापा, माप परिणाम को गुप्त रखा।
4. ऐलिस, एक ओपन चैनल के माध्यम से, बॉब को बताता है कि किन मापों को सही माना जाना चाहिए। ये ऐसे मामले हैं जिनके लिए ट्रांसमिशन और माप के आधार मेल खाते हैं।
5. मिलान के आधारों के साथ माप परिणाम को बिट्स में अनुवादित किया जाता है, जिसमें से कुंजी बनती है।

यदि ईव गुप्त कुंजी को रोकने की कोशिश करता है, तो उसे फोटॉनों के ध्रुवीकरण को मापने की आवश्यकता होगी। प्रत्येक माप के लिए सही आधार को जाने बिना, ईव को गलत डेटा प्राप्त होगा, और फोटॉन का ध्रुवीकरण बदल जाएगा। इस त्रुटि को तुरंत ऐलिस और बॉब दोनों द्वारा देखा जाएगा।

चूंकि क्वांटम प्रणाली में विकृतियों को न केवल एक जासूस द्वारा पेश किया जा सकता है, बल्कि साधारण हस्तक्षेप से भी त्रुटियों का पता लगाने के लिए एक तरीके की आवश्यकता होती है। 1991 में, चार्ल्स बेनेट ने क्वांटम चैनल पर प्रसारित डेटा में विकृतियों का पता लगाने के लिए एक एल्गोरिदम विकसित किया। सत्यापन के लिए, सभी प्रेषित डेटा को समान ब्लॉकों में विभाजित किया गया है, फिर प्रेषक और रिसीवर विभिन्न तरीकों से इन ब्लॉकों की समता की गणना करते हैं और परिणामों की तुलना करते हैं।
वास्तविक क्वांटम क्रिप्टोसिस्टम्स में, सब्सक्राइबर्स के बीच इंटरेक्शन ऑप्टिकल फाइबर पर होता है, जब प्रकाश ऑप्टिकल फाइबर में प्रवेश करता है, तो ध्रुवीकरण अपरिवर्तनीय रूप से टूट जाता है। इसलिए, वाणिज्यिक प्रतिष्ठान, जिसे हम थोड़ी देर बाद चर्चा करेंगे, एन्कोडिंग बिट्स के अन्य तरीकों का उपयोग करेंगे।

उदाहरण के लिए, आईडी क्वांटिक बिट्स को एनकोड करने के लिए प्रकाश के चरणों का उपयोग करता है :

1. बॉब एक ​​प्रकाश नाड़ी उत्पन्न करता है।
2. आवेग को दो अलग-अलग आवेगों में विभाजित किया जाता है, जो ऐलिस को भेजे जाते हैं।
3. ऐलिस बेतरतीब ढंग से एक देरी के साथ प्राप्त दालों में से एक के चरण को बदल देता है, एक ठिकानों को चुनता है।
4. जैसा कि ध्रुवीकरण के मामले में, दो आधारों का उपयोग किया जाता है: पहला शून्य विलंब के साथ या 1/2 तरंग दैर्ध्य की देरी के साथ, दूसरा 1/4 या 3/4 तरंग दैर्ध्य के विलंब के साथ।
5. ऐलिस बॉब के लिए आवेगों को लौटाता है, जो बेतरतीब ढंग से पहले या दूसरे आधार से देरी का चयन करता है और आवेगों के साथ हस्तक्षेप करता है।
6. यदि ऐलिस और बॉब ने एक ही आधार चुना है, तो दालों के चरण या तो पूरी तरह से मेल खाएंगे या आउटपुट पर 0 या 1 प्रदान करेंगे, चरण से बाहर हो जाएंगे।
7. यदि आधार अलग हैं, तो 50% मामलों में माप परिणाम सही होगा।

Cerberis QKD क्वांटम कुंजी वितरण प्रणाली आईडी क्वांटिक द्वारा निर्मित। क्वांटम चैनल की अधिकतम सीमा 50 किमी है, गुप्त कुंजी संचरण दर 1.4 kbit / s है। फोटो: आईडी क्वांटिक

व्यावहारिक कार्यान्वयन

1989 में, बेनेट और ब्रैसर्ड ने अपनी अवधारणा का परीक्षण करने के लिए आईबीएम रिसर्च सेंटर में एक इंस्टॉलेशन का निर्माण किया। सेटअप एक क्वांटम चैनल था, जिसके एक छोर पर एलिस का प्रसारण तंत्र था, और दूसरे पर बॉब का प्राप्त तंत्र। 1.5 × 0.5 × 0.5 मीटर मापने वाले अपारदर्शी आवरण में लगभग 1 मीटर लंबे समय तक उपकरणों को एक ऑप्टिकल बेंच पर रखा गया था। इस प्रणाली को एक कंप्यूटर द्वारा नियंत्रित किया गया था, जिसमें कानूनी उपयोगकर्ताओं और एक हमलावर के सॉफ्टवेयर प्रतिनिधित्व डाउनलोड किए गए थे।

स्थापना का उपयोग करना, यह पता लगाना संभव था कि:

• वायु चैनल के माध्यम से भी क्वांटम सूचना का स्वागत और प्रसारण काफी संभव है;
• रिसीवर और ट्रांसमीटर के बीच की दूरी बढ़ाने के साथ मुख्य समस्या फोटॉन ध्रुवीकरण का संरक्षण है;
• ट्रांसमिशन की गोपनीयता का संरक्षण प्रकाश की चमक की तीव्रता पर निर्भर करता है जो ट्रांसमिशन के लिए उपयोग किया जाता है: कमजोर फ्लैश इंटरसेप्ट करना मुश्किल बनाते हैं, लेकिन कानूनी प्राप्तकर्ता के लिए त्रुटियों में वृद्धि का कारण बनता है, फ्लैश की तीव्रता में वृद्धि आपको प्रारंभिक एकल फोटॉन को दो में विभाजित करके जानकारी को इंटरसेप्ट करने की अनुमति देती है।

बेनेट और ब्रासर्ड की स्थापना। स्रोत: आईबीएम जर्नल ऑफ रिसर्च एंड डेवलपमेंट (वॉल्यूम: 48, अंक: 1, जनवरी 2004)

बेनेट और ब्रैसर्ड के प्रयोग की सफलता ने अन्य शोध टीमों को क्वांटम क्रिप्टोग्राफी के क्षेत्र में काम करने के लिए प्रेरित किया है। हवाई चैनलों से, उन्होंने फाइबर ऑप्टिक पर स्विच किया, जिसने तुरंत ट्रांसमिशन रेंज को बढ़ाने की अनुमति दी: स्विस कंपनी GAP-Optique ने जिनेवा और Nion के बीच एक क्वांटम चैनल बेचा, जो झील के तल पर 23 किमी लंबे ऑप्टिकल फाइबर पर आधारित था और जिसकी मदद से एक गुप्त कुंजी उत्पन्न की गई थी। 1.4% से अधिक नहीं था।

2001 में, एक लेजर एलईडी विकसित की गई थी, जिसने एकल फोटॉनों का उत्सर्जन करने की अनुमति दी थी। इससे ध्रुवीकृत फोटॉनों को अधिक दूरी तक पहुंचाना और संचरण की गति को बढ़ाना संभव हो गया। प्रयोग के दौरान, TREL और कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय के नए LED एंड्रयू शील्ड्स के सहयोगियों और उनके सहयोगियों ने 75 kbit / s की गति से कुंजी को प्रसारित करने में कामयाब रहे, हालांकि ट्रांसमिशन के दौरान आधे से अधिक फोटॉन खो गए थे।

2003 में, तोशिबा क्वांटम क्रिप्टोग्राफी के अध्ययन में शामिल हो गई। कंपनी ने अक्टूबर 2013 में पहली प्रणाली शुरू की, और 2014 में 34 दिनों के लिए मानक ऑप्टिकल फाइबर पर क्वांटम कुंजियों के एक स्थिर हस्तांतरण को प्राप्त करना संभव था। एक रिपीटर के बिना अधिकतम फोटॉन ट्रांसमिशन दूरी 100 किमी थी। समय के साथ स्थापना के संचालन की जांच करना महत्वपूर्ण था क्योंकि बाहरी परिस्थितियों के प्रभाव में चैनल में नुकसान और हस्तक्षेप का स्तर बदल सकता है।

क्वांटम क्रिप्टोग्राफी की समस्याएं

क्वांटम एन्क्रिप्शन सिस्टम के पहले कार्यान्वयन की सीमाएं एक छोटी ट्रांसमिशन रेंज और बहुत कम गति थीं:

• बेनेट-ब्रैसर्ड सिस्टम में क्वांटम चैनल की लंबाई 32 सेमी थी, और सूचना हस्तांतरण दर 10 बिट / एस से अधिक नहीं थी;
• स्विस जीएपी-ऑप्टिम क्वांटम संचार चैनल 23 किमी लंबा था, लेकिन डेटा ट्रांसफर दर निराशाजनक रूप से कम थी - यह प्रति सेकंड बिट्स की इकाइयों के बारे में भी था;
• जीएपी-ऑप्टिक के तुरंत बाद, मित्सुबिशी इलेक्ट्रिक कॉरपोरेशन ने 87 किमी की क्वांटम कुंजी को प्रसारित करके क्वांटम क्रिप्टोसिस्टम ऑपरेटिंग रेंज के लिए एक नया रिकॉर्ड बनाया, हालांकि एक बाइट प्रति सेकंड की गति से।

दूरी पर प्रतिबंध इस तथ्य के कारण है कि थर्मल शोर, हानि और फाइबर दोषों के कारण फोटॉन केवल बड़ी दूरी पर जीवित नहीं रहते हैं। उच्च स्तर का हस्तक्षेप इस तथ्य की ओर जाता है कि सिस्टम को त्रुटियों को सुधारने और अंतिम सत्र कुंजी पर सहमत होने के लिए कई बार भेजना पड़ता है। यह संचरण की गति को काफी धीमा कर देता है।

इस समस्या को हल करने के लिए, क्वांटम रिपीटर्स को विकसित किया जा रहा है - ऐसे उपकरण जो आपको इसकी अखंडता का उल्लंघन किए बिना क्वांटम जानकारी को पुनर्स्थापित करने की अनुमति देते हैं। ऐसे रिपीटर्स को लागू करने का एक तरीका क्वांटम उलझाव के प्रभाव पर आधारित है। लेकिन अधिकतम दूरी जिस पर उलझाव के प्रभाव को बनाए रखना संभव है, वर्तमान में 100 किमी तक सीमित है। इसके अलावा, वही शोर खेल में आते हैं: उपयोगी संकेत बस उनमें खो जाता है। और साधारण विद्युत चुम्बकीय संकेतों के विपरीत, फोटॉनों को बढ़ाना या फ़िल्टर करना असंभव है।

2002 में, एक प्रभाव का पता चला था, जिसे क्वांटम कैटलिसिस कहा जाता था। अलेक्जेंडर लवोव्स्की के नेतृत्व में एक शोध समूह द्वारा किए गए एक प्रयोग में, ऐसी स्थितियां बनाई गईं, जिनके तहत प्रकाश की क्वांटम अवस्थाओं के उलझाव को बहाल किया गया। वास्तव में, वैज्ञानिकों ने फोटॉनों को "भ्रमित" करना सीख लिया है जो ऑप्टिकल फाइबर में लंबी यात्रा के कारण क्वांटम भ्रम खो चुके हैं। यह आपको संचरण की गति में थोड़ी कमी के साथ लंबी दूरी पर एक स्थिर कनेक्शन प्राप्त करने की अनुमति देता है।

क्वांटम क्रिप्टोग्राफी की एक और समस्या ग्राहकों के बीच एक सीधा संबंध बनाने की आवश्यकता है , क्योंकि केवल इस तरह से बातचीत आपको एन्क्रिप्शन कुंजी के सुरक्षित वितरण को व्यवस्थित करने की अनुमति देती है। आज क्वांटम सिस्टम की लागत दसियों और सैकड़ों हजारों डॉलर है, इसलिए वाणिज्यिक समाधान के डेवलपर्स एक सेवा के रूप में क्वांटम कुंजी वितरण तकनीक की पेशकश करते हैं, क्योंकि अधिकांश समय ऑप्टिकल चैनल निष्क्रिय होते हैं।

इस मामले में, सत्र कुंजी दो भागों से बनती है: पहला - मास्टर कुंजी - पारंपरिक क्रिप्टोग्राफी का उपयोग करके क्लाइंट द्वारा बनाया जाता है, और दूसरा - क्वांटम - क्वांटम कुंजी वितरण की प्रणाली द्वारा उत्पन्न होता है। अंतिम कुंजी इन दो भागों के XOR बिटवाइज़ ऑपरेशन द्वारा प्राप्त की जाती है। इस प्रकार, भले ही हैकर्स क्लाइंट की मास्टर कुंजी को बाधित या क्रैक कर सकते हैं, डेटा सुरक्षित रहेगा।

क्वांटम क्रिप्टोग्राफी कमजोरियाँ

यद्यपि कुंजियों का क्वांटम वितरण क्रैकिंग के लिए अजेय के रूप में तैनात है, ऐसे सिस्टम के विशिष्ट कार्यान्वयन एक सफल हमले की अनुमति देते हैं और उत्पन्न कुंजी को चुरा लेते हैं।

यहां क्वांटम कुंजी वितरण प्रोटोकॉल के साथ क्रिप्टो सिस्टम पर कुछ प्रकार के हमले हैं। कुछ हमले सैद्धांतिक हैं, अन्य वास्तविक जीवन में काफी सफलतापूर्वक उपयोग किए जाते हैं:

1. बीम फाड़नेवाला हमला - दो भागों में दालों को स्कैन और विभाजित करना और दो हिस्सों में से प्रत्येक में प्रत्येक भाग का विश्लेषण करना शामिल है।
2. ट्रोजन हॉर्स हमले में एक ऑप्टिकल मल्टीप्लेक्स के माध्यम से पल्स को स्कैन करने की दिशा में भेजने की दिशा में या प्राप्त करने वाले पक्ष शामिल हैं। पल्स का पता लगाने के सिंक्रनाइज़ेशन के लिए दो भागों में विभाजित किया गया है और डिकोडिंग सर्किट में प्रवेश करता है, जबकि प्रेषित फोटॉनों का विरूपण नहीं होता है।
3. सुसंगत हमले जो रिले रणनीति पर आधारित हैं। हमलावर प्रेषक के फोटॉनों को स्वीकार करता है, उनके राज्य को मापता है, और फिर प्राप्तकर्ता को मापा राज्यों में स्यूडोफोटन भेजता है।
4. इनहेरेंट अटैक , जिसमें प्रेषक के फोटोन इंटरसेप्टेड होते हैं और ट्रांसमिट किए गए सिंगल फोटॉन के समूह के साथ भ्रमित होते हैं। फिर समूह की स्थिति को मापा जाता है और परिवर्तित डेटा प्राप्तकर्ता को भेजा जाता है।
5. हिमस्खलन फोटो डिटेक्टरों के अंधाधुंध हमले , जिसे वादिम मकरोव की अनुसंधान टीम द्वारा विकसित किया गया था, हमलावर को एक गुप्त कुंजी प्राप्त करने की अनुमति देता है ताकि प्राप्तकर्ता को अवरोधन के तथ्य पर ध्यान न दें।
6. फोटॉन सेपरेशन अटैक। यह एक नाड़ी में एक से अधिक फोटॉन का पता लगाने, उसके अपहरण और टूटने के साथ भ्रम की स्थिति में होता है। जानकारी के शेष अपरिवर्तित हिस्से को प्राप्तकर्ता को भेजा जाता है, और इंटरसेप्टर को सिफ्टेड कुंजी में त्रुटियों को पेश किए बिना प्रेषित बिट का सटीक मूल्य प्राप्त होता है।
   
   
   वर्णक्रमीय हमला। स्रोत
   
7. वर्णक्रमीय हमला। यदि फोटोन चार अलग-अलग फोटोडियोड द्वारा बनाए जाते हैं, तो उनके पास अलग-अलग वर्णक्रमीय विशेषताएं होती हैं। एक हमलावर एक फोटॉन के रंग को माप सकता है, न कि इसके ध्रुवीकरण को।
8. यादृच्छिक संख्या पर हमला। यदि प्रेषक एक छद्म यादृच्छिक संख्या जनरेटर का उपयोग करता है, तो हमलावर एक ही एल्गोरिथ्म का उपयोग कर सकता है और बिट्स का वास्तविक अनुक्रम प्राप्त कर सकता है।

उदाहरण के लिए, हम जांच करते हैं, रिसीवर के डिटेक्टर के अंधेपन के साथ हमला , वादिम मकारोव ने नॉर्वे के प्राकृतिक और तकनीकी विज्ञान विश्वविद्यालय के सहयोगियों के एक समूह के साथ विकसित किया है। कुंजी प्राप्त करने के लिए, रिसीवर डिटेक्टर को एक लेजर बीम द्वारा अंधा कर दिया जाता है। इस समय, हमलावर प्रेषक संकेत को स्वीकार करता है। रिसीवर का अंधा क्वांटम डिटेक्टर एक नियमित डिटेक्टर की तरह काम करना शुरू कर देता है, जिससे प्रकाश की एक उज्ज्वल नाड़ी के सामने "1" निकल जाता है, भले ही पल्स के क्वांटम गुणों की परवाह किए बिना। परिणामस्वरूप, हमलावर, "1" को इंटरसेप्ट करते हुए, रिसीवर के डिटेक्टर को एक लाइट पल्स भेज सकता है, और वह विचार करेगा कि उसे यह संकेत प्रेषक से मिला है। दूसरे शब्दों में, क्वांटम के बजाय हमलावर प्राप्तकर्ता को एक शास्त्रीय संकेत भेजता है, जिसका अर्थ है कि उसके पास प्रेषक से प्राप्त जानकारी को चोरी करने की क्षमता है, किसी का ध्यान नहीं है।

मकरोव के समूह ने आईडी क्वांटिक और मैगीक्यू टेक्नोलॉजीज द्वारा निर्मित क्वांटम एन्क्रिप्शन सिस्टम पर हमले का प्रदर्शन किया है। एक सफल हैक तैयार करने के लिए, वाणिज्यिक प्रणालियों का उपयोग किया गया था। हमले के विकास में दो महीने लगे।
पहचानी गई भेद्यता, इसकी महत्वपूर्ण प्रकृति के बावजूद, प्रौद्योगिकी से संबंधित नहीं है, लेकिन किसी विशेष कार्यान्वयन की विशिष्ट विशेषताओं के लिए। रिसीवर के डिटेक्टरों के सामने और यादृच्छिक समय पर इसे शामिल करके एकल फोटॉनों के स्रोत को स्थापित करके इस तरह के हमले की संभावना को समाप्त किया जा सकता है। यह सुनिश्चित करेगा कि डिटेक्टर क्वांटम मोड में काम करता है और व्यक्तिगत फोटॉनों का जवाब देता है।

इसकी लागत कितनी है, क्या यह वास्तविकता में काम करता है और किसे इसकी आवश्यकता है?

जब उन क्षेत्रों की बात आती है जहां वास्तविक गोपनीयता की आवश्यकता होती है, तो लागत, कम दूरी और संचरण की गति जैसी छोटी चीजों पर ध्यान नहीं दिया जाता है।
सैन्य, राज्य और वित्तीय क्षेत्रों में क्वांटम क्रिप्टोग्राफी की मांग ने इस तथ्य को जन्म दिया है कि अनुसंधान समूहों को गंभीर धन प्राप्त होता है, और उनके द्वारा विकसित औद्योगिक संयंत्र न केवल बेचे जाते हैं, बल्कि वास्तविक उपयोग में भी लाए जाते हैं।


क्वांटम कुंजी वितरण प्रणाली। स्रोत: तोशिबा

क्वांटम क्रिप्टोग्राफिक सुरक्षा की वाणिज्यिक प्रणालियों के नवीनतम उदाहरणों की सीमा 1000 किलोमीटर से अधिक है, जो उन्हें न केवल एक देश के भीतर, बल्कि अंतरराज्यीय स्तर पर सुरक्षित संचार के संगठन के लिए भी उपयोग करने की अनुमति देता है।

बड़े पैमाने पर उत्पादन में क्वांटम क्रिप्टोग्राफी के लिए प्रतिष्ठानों की शुरूआत सस्ती कीमतों की ओर ले जाती है। इसके अलावा, निर्माता क्वांटम क्रिप्टोग्राफी की उपलब्धता को बढ़ाने और प्रति ग्राहक इसकी लागत को कम करने के लिए विभिन्न समाधान विकसित कर रहे हैं।

उदाहरण के लिए, तोशिबा क्वांटम कुंजी वितरण प्रणाली आपको केवल दो बिंदुओं को 100 किमी तक की दूरी पर कनेक्ट करने की अनुमति देती है। लेकिन एक ही समय में, डिवाइस 64 ग्राहकों को एक साथ क्वांटम क्रिप्टोग्राफी का उपयोग करने की अनुमति देता है ।

अपनी सीमाओं के बावजूद, क्वांटम क्रिप्टोग्राफी का पारंपरिक क्रिप्टोग्राफी पर एक निर्विवाद लाभ है, क्योंकि यह क्रिप्टोग्राफिक ताकत साबित हुआ है। हालांकि, जैसा कि अभ्यास से पता चलता है, सिद्ध स्थिरता सैद्धांतिक मॉडल, अवधारणाओं की एक संपत्ति है, लेकिन विशिष्ट कार्यान्वयन नहीं। , , - .

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