A lemásolhatatlan foton a titkosítás alapja a jövő kvantumkulcscsere-hálózatában

2022 / 05 / 04 / Bobák Zsófia
A lemásolhatatlan foton a titkosítás alapja a jövő kvantumkulcscsere-hálózatában
A ma ismert legbiztonságosabb információmegosztást lehetővé tévő kvantumalapú titkosítási technológiát tesztelték Magyarországon, a fotonokra épülő módszerrel a BME kutatói végeztek kísérletet a Magyar Telekom rendszerén.

A kvantumvilág szabályai alapján működő hálózatok megjelenése az információközvetítés biztonságának szempontjából két, egymással ellentétes hatással járhat: a negatívabb következményt a Z dátum beköszönte és ezután a kvantumapokalipszis eljövetele jelentheti, mivel a kvantumszámítógépek képesek lesznek könnyedén feltörni a legtöbb ma használatos titkosítási algoritmust, a pozitívabb oldalról közelítve viszont előnnyel, vagyis nagyobb biztonsággal is járhat a kvantumhálózatok használata, a kvantum alapú kulcsmegosztási rendszerek kiaknázásának köszönhetően.

A Z dátum, amelynek elnevezése a Waterloo Egyetem kutatójának, Michela Moscának a nevéhez köthető, azt az időpontot jelöli, mikor a kvantumszámítógépek megfelelő mennyiségű qubittal és kellően hibamentes, stabil működéssel rendelkeznek ahhoz, hogy a titkosítási algoritmusok feltörése ne okozzon számukra problémát, ekkor jön el, a kutató szavaival, az összeomlás ideje. Mosca a Z dátumot nem határozta meg pontosan, de tanulmányában annak az esélyét, hogy a kvantumszámítógépek (vagy más kvantum alapú metódusok) fel tudják törni az RSA-2048 alapú algoritmusokat 2031-re nagyjából 50%-ra becsülte. Az összeomlás elkerülésére már készülnek a kutatók és tervezik azokat a rendszereket, újfajta eljárásokat, amelyek egy kvantumszámítógépekkel benépesíttett világban is megállják a helyüket és kvantumálló megoldást kínálnak a kiberbiztonság védelmére.

Jelenleg azonban a kevés qubittal dolgozó, nem mindig stabil és viszonylag szűk körben elérhető kvantumszámítógépek még nem jelentenek igazi fenyegetést, a kibertámadások viszont hagyományos módszerekkel most is zajlanak és jelentős károkat tudnak okozni a cégek, intézmények, vagy akár kormányok számára.

Ezeket a fenyegetéseket a kvantumhálózatok segítségével azonban hatékonyan lehet kivédeni,

amennyiben kiépülnek azok a kulcsmegosztási rendszerek, amelyek két, az információkat megosztó fél között lehetővé teszik a biztonságos kommunikációt. Ehhez a legjobb infrastruktúrát az optikai kábelek biztosíthatják, mivel ezek a más típusú, például mikrohullámú teleportációval kivitelezett jeltovábbítástól eltérően sokkal nagyobb távolságokban is működtethető információközvetítést tesznek lehetővé, méghozzá olyan rendszer használatával, amely már széles körben rendelkezésre áll.

A Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem (BME) Villamosmérnöki és Informatikai Karának kutatói ezt a fajta kvantum kulcsmegosztási technológiát tesztelték április 29-én a Magyar Telekom hálózatán, mikor egy optikai szálon küldték át fotonok csoportját a Telekom kelenföldi központjából a BME Lágymányoson található épületébe, két kilométer távolságba. A 60-80 fotonból álló csomagok közvetítéséhez az egyetemen kifejlesztett berendezéseket, CVQKD-Alice-t és CVQKD-Bobot alkalmazták, amelyek nevében a CVQKD (Continuous Variable Quantum Key Distribution) a folytonos változójú kvantumkulcsszétosztást jelenti, Alice és Bob pedig azokra a kvantumrendszerek leírása során is gyakran előkerülő képzeletbeli karakterekre utalnak, amelyek a titkosítási, információmegosztási gondolatkísérletek alanyaiként szoktak szolgálni.


Az egyetem CVQKD berendezése (Fotó: BME VIK)

A BME leírása szerint a második generációs kvantumkulcscsere-protokoll alkalmazása során a fotonok hullámtermészetének jellegzeteségeit használják ki a biztonság megalapozására, a detektorba érkező jelek ugyanis a fotonok lemásolhatatlan jellege miatt megbízható közvetítésre adnak lehetőséget.

"A kvantum alapú kulcscsere során két fél között osztunk meg egy titkos bitsorozatot, amelyet utána hagyományos, úgynevezett szimmetrikus kulcsú titkosító algoritmusokban használunk.

[...] A folytonos változójú kvantumkulcsszétosztás során 60-80 fotonból álló fotoncsomagot juttattnak el az egyik végpontból a másikig, majd megmérik a beérkező jelet. Egy nagyon alacsony intenzitású fényáramot kell detektálni, ehhez egy speciális mérési berendezést, úgynevezett homodin detektorokat használtak. A biztonságot pedig a fotonok részecske természete biztosítja, mely itt abban nyilvánul meg, hogy nem lehet őket pontosan lemásolni." - írják az egyetem beszámolójában.

Ezt a fajta, a ma ismert legbiztonságosabb információmegosztást biztosító titkosítási technológiát Magyarországon most próbálták ki először Kis Zsoltnak, a Wigner Fizikai Kutatóközpont munkatársának elmondása szerint, de a kvantumkulcs-szétosztó rendszerek fejlesztése régóta zajlik az egyetem laboratóriumaiban. A sikerrel tesztelt módszer a tervek szerint a jövőben egy budapesti kvantumkulcscsere-hálózat alapját fogja majd szolgálni.

(Fotó: BME VIK, Pixabay/TheDigitalArtist, Getty Images/nadla)

"Kvantumapokalipszis" miatt kongatják a szakértők a vészharangot A kvantumszámítógépek érkezésével hamarosan szinte az összes ma használt titkosítási rendszer pillanatok alatt feltörhető lesz, ami a bankszámlánktól a kritikus infrastruktúrákig mindenre hatalmas veszélyt jelent.


Ismerd meg a ROADSTER magazint!
AUTÓK - DESIGN - GASZTRO - KULT - UTAZÁS - TECH // Ha szereted a minőséget az életed minden területén, páratlan élmény lesz!
Ezek is érdekelhetnek
HELLO, EZ ITT A
RAKÉTA
Kövess minket a Facebookon!
A jövő legizgalmasabb cikkeit találod nálunk!
Hírlevél feliratkozás

Ne maradj le a jövőről! Iratkozz fel a hírlevelünkre, és minden héten elküldjük neked a legfrissebb és legérdekesebb híreket a technológia és a tudomány világából.



This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.