Idealus informacinis saugumas tapo dar realesne idėja - ką tik pradėjo veikti pirmasis kompiuterių tinklas, apsaugotas specialistų teigimu 'nepažeidžiamu' kvantiniu kodavimo mechanizmu. Naujovė pristatyta Vienoje (Austrija) vykstančioje mokslinėje konferencijoje. Tinklas sujungė šešias miesto vietoves bei gretimais esantį St Poelten miestą. Tinklo jungtims panaudota 200km standartinių komercinių optinio pluošto kabelių.

Kvantinė kriptografija yra visiškai kitokia nei dabartiniuose tinkluose naudojami saugumo įrankiai. Tipiniuose tinkluose apsaugos sistemos remiasi sudėtingomis metematinėmis procedūromis. Jas pašaliečiams ypač sunku įveikti, tačiau tai nėra neįmanoma, ypač jei turimi pakankamai dideli skaičiuojamosios technikos arba laiko resursai. Tačiau kvantinės sistemos pagrįstos kvantinės teorijos dėsniais - idėjos sumanytojai jau yra pademonstravę, jog technologija yra neįveikiama jau pačiu savo principu.

Esminė kvantinės kriptografijos idėja buvo sumanyta prieš 25 metus. Ją išplėtojo IBM inžinierius Charles Bennett ir Monrealio Universiteto (Kanada) mokslininkas Gilles Brassard, kuris dalyvavo Vienoje vykusiame tinklo pristatyme. 

"Visos kvantinio saugumo struktūros pagrįstos Haizenbergo neapibrėžties principu [angl. Heisenberg Uncertainty Principle], t.y. faktu, jog negalima išmatuoti kvantinės informacijos jos nepažeidžiant", aiškina Gilles Brassard. "Dėl to galima sukurti komunikacinį kanalą tarp dviejų vartotojų, kurio bus neįmanoma "pasiklausyti" nesutrikdant veikimo. Įsilaužėlis bet kuriuo atveju jame paliktų žymę. Tai buvo esminė idėja".

Praktikoje tai susiveda į kvantinių objektų - "šviesos atomų" arba fotonų - panaudojimą. Tarp naujai įrengto tinklo mazgų perduodami neįtikėtinai silpni šviesos spinduliai, kuriuos iš esmės sudaro pavieniai fotonai, išspinduliuojami milijonus kartų per sekundę. Kiekvieno mazgo techninei įrangai skirtose patalpose pastatyta  išoriškai kukliai atrodanti aparatūra - maždaug asmeninio kompiuterio dydžio dėžės ir gausybė jautrių optiniais kabeliais perduodamos šviesos detektorių. 

Skaitmeninis raktas

Pagal detektuotus fotonus galima išskirti visiškai slaptą skaitmeninį raktą. Juo vartotojo duomenys koduojami panašiai kaip ir tipiniuose kompiuterių tinkluose, naudojant dabartinius skaitmeninius šifrus. Esminis skirtumas yra tai, jog niekas kitas negali sužinoti rakto neatskleisdami savo buvimo fakto.

Demonstracijos metu buvo parodyta, jog įsilaužėliui bandant nuskaityti kvantinių informacijos mainų informaciją, fotonų seka buvo sutrikdyta. Dėl to tinklo mazgo detektoriuje padidėja klaidų kiekis, ir tai atitinkamai signalizuoja ataką. Sistema automatiškai išsijungė, taip išvengiama tolesnio pažeidimo. 

Be to, konferencijos metu taip pat buvo pademonstruotas naujojo išradimo atsparumas pažeidimams. Jei nutrūksta vienas kvantinis kanalas (arba jis atjungiamas įsilaužimo metu), informacija automatiškai gali būti nukreipiama kitais tinklais arba kanalais, taip išlaikant patikimą ryšį tarp dviejų vartotojų. Vieną šiš tinklo mazgų aptarnaujantis Vienos Universiteto mokslininkas Hannes Huebel paaiškino, kodėl sukurtoje kvantinio kodavimo sistemoje patikimumas yra lygiai toks pat svarbus kaip ir saugumas. "Mes nuolat palaikome ryšį su draudimo kompanijomis ir bankais, o jų atstovai teigia, jog jiems beveik geriau prarasti 10 milijonų eurų nei nutraukti sistemos veikla porai valandų, kadangi prarastas laikas bankui gali padaryti daugiau žalos", sako Huebel. "Taigi mums tenka įrodyti, kad mes siūlome patikimą sistemą, galinčią teikti kvantinius saugumo raktus nepertraukiamai bent kelias savaites, ir gal tada jie labiau susidomės".

Poliarizuota šviesa 

Finalinis Europos Sąjungos remiamo projekto SECO-QC elementas buvo ryšio užmezgimas panaudojant skirtingas kvantinės kriptografijos rūšis.

Egzistuoja daugybė būdų, kuriais šviesos fotonai gali koduoti skaitmeninį raktą: savo poliarizacijos plokštuma, tiksliais atvykimo laikais ir t.t. Skirtingi metodai pasižymi skirtingais pranašumais ir trūkumais, o geras tinklas turėtų palaikyti bet kurį vartotojo pasirinktą mechanizmą - lygiai taip pat kaip ir mobiliojo ryšio tinklas palaiko skirtingų gamintojų telefonus, teigia projekto direktorius Christian Monyk. 

Kvantinė kriptografija yra gan netikėtas išradimas, atsiradęs po kelis dešimtmečius sklandžiusių mažai išaiškintų kvantinės mechanikos teorijų. Kvantines šviesos fotono savybes aprašęs Albertas Einšteinas iš esmės atrado pagrindinę fotono koncepciją, tačiau jis pats nebuvo linkęs sutikti su keistais kvantinės teorijos pamatais. "Dievas nežaidžia kauliukais" (angl "God does not play dice") yra viena dažniausiai cituojamų žymaus mokslininko minčių.

Tačiau laikui bėgant eksperimentai įrodė, jog "žaidimas kauliukais" yra visai realus. Taip buvo padėti techniniai šiandieninės kvantinės informacinės revoliucijos - kriptografijos, skaičiavimo technikos ir t.t. - pamatai. Vienas Vienos Universiteto kvantinio mokslo specialistų Anton Zeilinger pažymėjo, jog "Tikri atradimai padaromi ne dėl to, kad norima sukurti kažkokią naują technologiją, bet dėl to, kad norima suprasti pasaulį. Kvantinio mokslo tėvams nuostabos tikriausiai nekelia tai, kad technologija pasiekė tokį lygį, kad galima gna tiksliai žaisti su pavienėmis kvantinėmis sistemomis. Tačiau jie galbūt apsidžiaugs tuo, kad žmonės mąsto ir kuria būdus praktiniam mokslo pritaikymui".

Komentarai (12)