क्वांटम भौतिकी अमेरिकी बिजली नेटवर्क को हैकरों से बचाने की संभावना है

साइबर सुरक्षा विशेषज्ञ सालों से अलार्म बजा रहे हैं: हैकर्स अमेरिकी पावर ग्रिड पर नजर गड़ाए हुए हैं। और यह खतरा काल्पनिक नहीं है - रूसी सरकार से कथित रूप से जुड़े लोगों के एक समूह को ऊर्जा कंपनियों के कंप्यूटरों के लिए दूरस्थ पहुंच मिली - कम से कम जैसा कि आंतरिक सुरक्षा मंत्रालय ने पिछले मार्च में बताया था। कुछ मामलों में, हैकर्स सीधे उपकरणों पर कमांड भेज सकते हैं, अर्थात उपभोक्ताओं के घरों में बिजली बंद कर सकते हैं। खुद को हैकर्स से बचाने के लिए बिजली संयंत्रों को बेहतर सुरक्षा की जरूरत होती है।

भौतिकविदों के एक समूह का मानना ​​है कि उन्हें एक साधन मिला है: क्वांटम एन्क्रिप्शन वाले बिजली संयंत्र।

उन्होंने फरवरी में इस विचार का परीक्षण किया, ओक रिज रिज नेशनल लैबोरेटरी से चट्टानोगा तक लेज़रों, इलेक्ट्रॉनिक्स और बहुत संवेदनशील डिटेक्टरों के साथ कई एसयूवी को भेजा गया। 150 किमी की ड्राइव करने के बाद, वे स्टेशन EPP पर रुक गए, जो एक स्थानीय कंपनी थी, जो बिजली तक पहुंच प्रदान करती थी, और कारों को एक से अधिक लचीली केबलों से जोड़ा। एक हफ्ते के लिए वे 40 किलोमीटर लंबे पाश में बंद एक केबल में अवरक्त प्रकाश को चमकते थे, और आगे और पीछे प्रचारित प्रकाश के गुणों की निगरानी करते थे। प्रदर्शन के दौरान, उन्होंने दिखाया कि दो अलग-अलग क्वांटम एन्क्रिप्शन सिस्टम को मौजूदा ग्रिड इन्फ्रास्ट्रक्चर में कैसे एकीकृत किया जा सकता है। "हम उम्मीद करते हैं कि इस अवधारणा को आज लागू किया जा सकता है," ओक रिज प्रयोगशाला के भौतिक विज्ञानी निक पीटर्स कहते हैं।

इस उपकरण का उपयोग करते हुए, उन्होंने सफलतापूर्वक संख्याओं के सेट भेजे और प्राप्त किए, जिन्होंने क्वांटम कुंजी वितरण के QKD प्रोटोकॉल का उपयोग करके, किसी को भी गलत तरीके से सुनिश्चित नहीं किया। QKD क्वांटम यांत्रिकी के अजीब नियमों का उपयोग करके डेटा सुरक्षा प्रदान करता है। यह इस तरह से काम करता है: प्रेषक अलग-अलग अभिविन्यास के साथ व्यक्तिगत अवरक्त फोटोन भेजता है - अर्थात्। ध्रुवीकरण - शून्य या लोगों के अनुरूप। रिसीवर इन झुकावों को मापता है। फिर प्रेषक और रिसीवर कुछ संख्याओं की तुलना करते हैं। क्वांटम यांत्रिकी में, जब एक फोटॉन के ध्रुवीकरण को मापते हैं, तो आप तुरंत इसकी स्थिति बदलते हैं। यदि कोई हैकर फोटॉनों को बाधित करने की कोशिश करता है, तो वह संख्याओं में एक विशिष्ट सांख्यिकीय त्रुटि का परिचय देगा, और आपको पता चलेगा कि कनेक्शन सुरक्षित नहीं था। "QKD आपको विश्वास दिलाता है कि कुंजी को बदलने के बाद से इसे नहीं बदला गया है," डोना डोडसन, नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ स्टैंडर्ड एंड टेक्नोलॉजी के एक साइबर स्पेस एक्सपर्ट कहते हैं।

यदि आंकड़े ठीक हैं, तो संदेश भेजने के लिए प्रेषक और रिसीवर इन कुंजियों का उपयोग कर सकते हैं। "सब कुछ भौतिकी में विश्वास पर आधारित है," पीटर्स कहते हैं। यह पारंपरिक एन्क्रिप्शन विधियों से बहुत अलग है जो सुरक्षा की गारंटी देते हैं, बशर्ते कि आधुनिक कंप्यूटर उचित समय में कुंजियों को डिक्रिप्ट करने के लिए पर्याप्त तेज़ न हों। पीटर्स समूह का मानना ​​है कि ऊर्जा कंपनी उपकरण के साथ संचार करने के लिए क्वांटम एन्क्रिप्टेड डेटा का उपयोग कर सकती है। क्वांटम एन्क्रिप्शन के साथ डेटा स्ट्रीम को अवरोधन या बदलने के लिए, आपको क्वांटम यांत्रिकी के नियमों को तोड़ना होगा।

बेशक, इस दृष्टिकोण में तकनीकी कठिनाइयाँ हैं। उनमें से एक ऊर्जा नेटवर्क की वास्तविक स्थिति है। यह कई वर्षों में स्थापित ट्रांसफार्मर, रिले और सभी प्रकार के भागों की गड़बड़ी है, और इस सभी नई तकनीक पर खींचना मुश्किल होगा। लॉस एलामोस नेशनल लेबोरेटरी के भौतिक विज्ञानी टॉम वेनहाउस ने कहा, "आप बिजली बंद नहीं कर सकते।" "यह इंजन को चलाने वाली कार की मरम्मत करने जैसा है।"

लेकिन शायद सबसे मुश्किल काम लंबी दूरी पर काम करने के लिए यह तकनीक है। एक फोटॉन को फाइबर-ऑप्टिक केबल के माध्यम से 150 किमी से अधिक नहीं भेजा जा सकता है, और फिर इसकी क्वांटम संपत्तियां बहुत अधिक बदल जाएंगी ताकि जानकारी निकालने में सक्षम हो सकें। चाटानोगा में आयोजित एक प्रदर्शन में, भौतिकविदों ने क्वांटम संकेतों को साधारण बिट्स में परिवर्तित करके इस दूरी को बढ़ा दिया। तब उन्होंने इन क्लासिक बिट्स को विभिन्न क्वांटम एन्क्रिप्शन सिस्टम में खिलाया, जो कुंजी को पुन: पेश करने और इसे आगे प्रसारित करने में सक्षम थे। इसका मतलब है कि एन्क्रिप्शन मशीनों को विभिन्न बिजली सबस्टेशनों में रखा जा सकता है, और नेटवर्क के बड़े टुकड़ों की सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए ट्रांसमीटर के रूप में उपयोग किया जाता है। सबस्टेशन उपकरण के साथ संवाद करने के लिए, आपको कुंजी जानने की आवश्यकता है। सिस्टम हैकर्स को कुंजी को मापने या कॉपी करने की अनुमति नहीं देगा, और यह उपकरण तक पहुंच प्राप्त करने से रोकने का एक तरीका है।

लेकिन हर बार जब आप क्वांटम बिट्स को क्लासिक में बदलते हैं, तो आप क्वांटम यांत्रिकी की सुरक्षा खो देते हैं और हैकर्स के लिए दरवाजा खोलते हैं। और, ज़ाहिर है, क्यूकेडी केवल एक विशेष प्रकार के हमले को रोक सकता है। वह इस बात की पुष्टि करता है कि किसी ने कुंजी को जाली नहीं बनाया है, लेकिन अपने प्रेषक की पुष्टि नहीं करता है, डोडसन कहते हैं। चेटानोगो प्रदर्शन में, शोधकर्ताओं को प्रेषक की पहचान की पुष्टि करने के लिए अन्य तकनीकों के साथ QKD को जोड़ना पड़ा।

ईपीबी क्वांटम एनक्रिप्शन की अन्य जांच करने की भी योजना बना रहा है, जिसमें ऑप्टिकल केबल के बजाय वायरलेस रेडियो ट्रांसमीटर के माध्यम से क्वांटम कुंजी भेजने वाला है, कंपनी में साइबर सुरक्षा के प्रमुख स्टीव मॉरिसन कहते हैं। यदि परीक्षण सफल होते हैं, तो ईपीबी पांच वर्षों में पावर प्लांट उपकरण के लिए आदेशों के क्वांटम एन्क्रिप्शन पर स्विच करने में सक्षम होगा। "मैं एक भी प्रणाली नहीं कहूंगा कि यह दरार करना असंभव है, क्योंकि मैंने पागल बने रहने के लिए भुगतान किया है," मॉरिसन कहते हैं। "लेकिन मुझे इस प्रणाली के लिए उम्मीदें हैं।" वह बुरे इरादों को पहचानने में सक्षम है, और अन्य तकनीकों में मैंने ऐसे अवसर नहीं देखे हैं। ” चलो आशा करते हैं कि यह प्रणाली प्रकाश को रहने की अनुमति देती है।