Учёные повысили защищенность квантовой криптографии

Криптография является основой для обеспечения безопасности данных, которые с её помощью проходят процесс шифрования. При отправке и получении информации происходит зашифровка сигналов внутри криптографической системы ее участников. В результате создаются 2 ключа, из которых секретный (закрытый) хранится у одного из участников-получателей зашифрованного сообщения, а открытый направляется по незасекреченному информационному каналу, но в пути проходит процесс шифрования. Такую систему называют асимметричным шифрованием, и с ним современные компьютеры не могут справиться, поскольку для этого им потребуются колоссальные вычислительные возможности, которыми они не обладают.

Но создаваемые в последнее время квантовые компьютеры вполне могут справиться с задачами по расшифровке данных за полиномиальное время, поэтому в данном случае возможен риск обхода системы шифрования и рассекречивания данных. В результате возрастает угроза безопасности передачи информации, поскольку она базируется на классических криптографических схемах. Поэтому ученые решили усилить безопасность криптографии, перейдя на новый уровень, который не смогут «пробить» даже квантовые компьютеры.

Учеными были созданы специальные алгоритмы шифрования квантовой криптографии, которые основывались на законах квантовой механики. Компьютерные алгоритмы были отодвинуты в сторону, так как они уже не могли обеспечивать безопасное распределение секретного ключа внутри криптографической системы и её участников. Таким образом, было решено передавать секретный ключ с помощью фотонов по определённому оптическому каналу. Его невозможно перехватить — любой перехват фотонов будет замечен системой. Однако данная схема дополняется генератором случайных чисел, который является уязвимым объектом для взлома.

Чтобы предотвратить угрозу взлома ученые решили заключить в полупроводниковый лазер специальные «шумы», которые генерируют рандомные последовательности битов. Предсказать их принципиально невозможно — они имеют чисто квантовую природу и спонтанный характер. Невозможно воздействовать на вычислительную систему и путём перехвата этих шумов, так как для их преобразования используется специальный протокол, который оценивает вклад битов. Получается, что по новым правилам повышенная безопасность криптографии обеспечивается алгоритмом, который устраняет возможность вмешаться в процесс шифрования извне и может пресечь влияние на работу генератора случайных чисел путем выявления и удаления внешних «шумов».

---

Бренды по теме

ХРОМОС Инжиниринг Bruker