Bezpieczniejsza kryptografia kwantowa

| Technologia

Inżynierom Toshiby udało się załatać pewne niedociągnięcie w systemach kryptografii kwantowej, które powodowało, że, wbrew teorii, zaszyfrowane wiadomości można było przechwycić. System Toshiby powinien umożliwić przesyłanie kwantowych kluczy kryptograficznych na duże odległości. Obecnie, ze względów bezpieczeństwa, są one przesyłane jedynie pomiędzy budynkami tych samych banków czy instytucji rządowych.

W teorii kryptografia kwantowa wykorzystuje pojedyncze fotony, a jedynki i zera reprezentowane są za pomocą opóźnień pomiędzy fotonami. Kryptografia kwantowa jest, w teorii, całkowicie bezpieczna, gdyż każda próba przechwycenia sygnału zakończy się usunięciem z niego części fotonów, a ich brak z łatwością można wykryć.

W praktyce jednak współczesne systemy kryptografii kwantowej są jeszcze zbyt słabo rozwinięte, by wysyłać strumień pojedynczych fotonów. Często impulsy zawierają więcej niż jeden foton, a więc mogą zostać przechwycone bez obawy wykrycia podsłuchu.

Stosowane są różne metody uniknięcia sytuacji, w której wysyłane będą zwielokrotnione fotony. Jedną z nich jest redukcja intensywności i częstotliwości impulsów. Problem w tym, że takie impulsy mogą przebyć krótszą drogę, a więc klucze kryptograficzne mogą być przesyłane na krótszym dystansie.

Pracujący dla Toshiby naukowcy postanowili dodawać do strumienia danych "impulsy-pułapki”. To impulsy, które są w sposób losowy umieszczany w strumieniu i są od niego słabsze. Bardzo rzadko więc składają się z więcej niż jednego fotonu. Gdy nieuprawniona osoba spróbuje podsłuchać komunikację, zablokuje "impulsy-pułapki”. Wystarczy więc monitorować właśnie je, by sprawdzić, czy nie doszło do podsłuchu.

Zastosowanie "pułapek" pozwala na wysyłanie silniejszych impulsów, a tym samym zwiększenie częstotliwości sygnału i drogi, którą przebędzie. Sygnał bez "impulsów-pułapek” jest obecnie wysyłany z prędkością 43 bitów na sekundę na maksymalną odległość 25 kilometrów. Z "pułapkami" można go wysłać z prędkością 5,5 kilobita na sekundę, czyli ponad 100-krotnie szybciej.

Toshiba kryptografia kwantowa podsłuch bezpieczeństwo foton