Czy można zapobiec cyberatakom komputerów kwantowych? Unijna inicjatywa pokazuje, jak tego dokonać
Od informacji dotyczących obronności i zdrowia po sieci społecznościowe i transakcje bankowe – w obliczu rosnącego lęku przed cyberatakami komunikacja w coraz większym stopniu opiera się na zabezpieczeniach kryptograficznych. Czy wrażliwe dane można jednak w pełni zabezpieczyć przed hakerami? Dzięki projektowi dotyczącemu technologii kwantowej, który jest przewodnim elementem unijnego programu na rzecz przyszłych i powstających technologii, naukowcy opracowali innowacyjne prototypy wykorzystujące protokoły kryptografii kwantowej do bezpiecznego przesyłania wrażliwych informacji przez internet. W ramach flagowego projektu w obszarze technologii kwantowej (Quantum Flagship) wspieranych jest kilka przedsięwzięć związanych z bezpieczeństwem danych, w tym projekt CiViQ. „Posługując się prawami fizyki kwantowej, naukowcy uczestniczący w projekcie CiViQ (Continuous Variable Quantum Communications) wykorzystują system kwantowej dystrybucji klucza (ang. Quantum Key Distribution – QKD), czyli metodę bezpiecznej wymiany kodów szyfrujących (tzw. «kluczy») między dwoma podmiotami za pomocą światła”, czytamy w komunikacie prasowym na stronie inicjatywy Quantum Flagship. W tym samym komunikacie dodano, że „takie bezpieczne szyfrowanie uniemożliwia przechwycenie lub zniekształcenie danych”. Oznacza to, że danych „nie można «zhakować». Kwantowa dystrybucja klucza polega na przesyłaniu między dwoma podmiotami cząstek światła, inaczej fotonów, przez przewód światłowodowy”. W tym samym komunikacie prasowym inicjatywy Quantum Flagship czytamy: „Fotony są zbudowane w taki sposób, że każda próba ich odczytania lub skopiowania, zmienia ich właściwości kwantowe, uszkadzając przy tym dane i informując nadawcę i odbiorcę o ataku strony trzeciej”. Cytowany w tym samym tekście prof. dr Valerio Pruneri z Instytutu Nauk Fotonicznych (ICFO), koordynator projektu CiViQ, wyjaśnia: „Opracowaną w ramach projektu CiViQ metodę kwantowej dystrybucji klucza (QKD) będzie można wdrożyć na szeroką skalę i zintegrować z nowoczesnymi sieciami telekomunikacyjnymi, zapewniając trwałą, niezawodną ochronę danych bazującą na prawach fizyki i mechaniki kwantowej”.
Rozpowszechnienie rozwiązania
Partnerzy projektu mają nadzieję, że system QKD stanie się powszechnie stosowaną metodą komunikacji oraz transmisji danych i zyska popularność w skali globalnej. „Zamierzamy skorzystać z tych prototypów w demonstracjach terenowych, które chcemy przeprowadzić w 2020 roku w prawdziwej sieci optycznej, a w warunkach laboratoryjnych dalej będziemy opracowywać jeszcze bardziej zaawansowane systemy o większej sprawności i wyższym stopniu zintegrowania”, tłumaczy profesor Pruneri. Jak wyjaśniono w tym samym komunikacie, wymagania techniczne systemu QKD są dostosowywane do potrzeb użytkownika końcowego, co pozwala na integrowanie tego rozwiązania ze współczesnymi sieciami telekomunikacyjnymi bez potrzeby doraźnego tworzenia oddzielnej infrastruktury do komunikacji kwantowej. Metoda QKD wykorzystuje zestaw reguł szyfrowania informacji, czyli protokół kryptograficzny, który jest niemal niemożliwy do złamania nawet przez komputery kwantowe. Projekt CiViQ (Continuous Variable Quantum Communications) potrwa do końca września 2021 roku. Stworzy on warunki do elastycznej i ekonomicznej integracji technologii komunikacji kwantowej, a w szczególności kwantowej dystrybucji klucza w domenie zmiennych ciągłych, z powstającymi optycznymi sieciami telekomunikacyjnymi. Jak napisano na stronie projektu, „celem CiViQ jest opracowanie zabezpieczeń opartych na prawach fizyki i technologii kwantowej, które będzie można połączyć z nowoczesnymi technikami kryptografii, by umożliwić tworzenie nieosiągalnych wcześniej aplikacji i usług”. Na stronie przeczytamy również, że: „praca ma na celu rozwój nie tylko samej metody QKD, ale też nowej koncepcji «sieci oprogramowania», by w przyszłości umożliwić ich bezproblemową integrację”. Oprócz projektu CiViQ inicjatywa Quantum Flagship wspiera także inne konsorcja pracujące nad zapewnieniem wysokiego bezpieczeństwa danych. We wspomnianym już komunikacie prasowym na stronie Quantum Flagship podano również, że „badacze biorący udział w przedsięwzięciu QRANGE zbudowali kwantowe generatory liczb losowych, które można implementować w takich protokołach, a członkowie zespołu UNIQORN szukają sposobu na zminiaturyzowanie rozwiązania do kwantowej dystrybucji klucza do rozmiarów układu scalonego, by można było je zintegrować z każdym urządzeniem konsumenckim. Naukowcy uczestniczący w projekcie QIA starają się natomiast połączyć oba te elementy – sprzęt z oprogramowaniem – i zbudować kwantowy internet przyszłości”. Więcej informacji: strona projektu CiViQ
Kraje
Hiszpania
