Популярные темы

Физик Павлов рассказал, как квантовые технологии защитят денежные переводы и переписку от мошенников

Дата: 04 августа 2022 в 11:36 Категория: Новости высоких технологий


Физик Павлов рассказал, как квантовые технологии защитят денежные переводы и переписку от мошенников
Стоковые изображения от Depositphotos

Расскажите, чем занимается Центр?

Мы занимаемся новым типом коммуникаций квантовыми. Эти технологии позволяют лучше защищать информацию. Уже сейчас можно наблюдать большое количество атак, утечек персональных данных и прочих минусов текущих технологий.

Когда мы шагаем в сторону ускорения вычисления за счет квантовых компьютеров, мы шагаем в эпоху лучшей защиты связи. Квантовые технологии могут стать основным двигателем следующей технологической революции.

В частности, в НИТУ «МИСиС» работают над стратегическим проектом «Квантовый интернет» при поддержке программы Минобрнауки России «Приоритет 2030». Мы исследуем и разрабатываем систему квантового распределения ключей (КРК), исследуем атаки на КРК и способы защиты от них.

Если говорить о конкретных проектах, то сейчас мы закончили разработку системы квантового распределения ключей с частотой приготовления квантовых состояний более ГГц. В России до этого самая быстрая система была на 312,5 МГц, здесь мы увеличили частоту в четыре раза. Это большее количество вырабатываемого ключа в секунду, которое позволяет чаще менять ключи шифрования, что еще увеличивает защиту.

Вы упомянули про способы защиты систем квантового распределения квантовых ключей, а какие есть риски?

Основные риски существующих сейчас (не квантовых) систем защиты информации это и рост вычислительных мощностей, которые могут применить для взлома криптоалгоритмов, и появление квантового компьютера, с помощью которого можно будет взломать существующие криптоалгоритмы. Никто не отменял и человеческий фактор ключи шифрования можно скомпрометировать.

Системы квантового распределения ключей защищают от вышеописанных рисков, но и на них также возможны различные атаки. В основном атаки происходят на реализацию систем. То есть, с точки зрения физики и математики системы квантового распределения ключа являются абсолютно защищенными. Но когда мы делаем «железо» для них, то оно не идеально, и на эти неидеальности замыслы злоумышленников и нацелены.

Например, бывают атаки ослепления детектора. То есть, так как мы передаем информацию с помощью квантовых состояний, то разрабатываем детекторы одиночных фотонов. Это очень чувствительный прибор, и, если подавать на него очень яркий свет, детектор начинает «слепнуть» и ведет себя от этого некорректно, и злоумышленник может им управлять.

Заместитель директора Центра компетенций НТИ по направлению «Квантовые коммуникации» НИТУ «МИСиС» Игорь Павлов

Основные атаки, которые сейчас есть это ослепление детекторов, атаки разделением числа фотонов (поскольку при формировании квантовых состояний ослабленными лазерными импульсами могут появиться два фотона вместо одного, злоумышленник может ответвить один из двух фотонов, а все однофотонные импульсы заблокировать), атаки с помощью «Троянского коня» (это когда мы в излучатель, источник одиночных фотонов, направляем яркий свет, и таким образом узнаем, как там работают модуляторы, и какой ключ будет на выходе).

А когда квантовые системы связи будут широко внедряться?

Согласно дорожной карте цифровой экономики по квантовым коммуникациям, тыс. км к 2024 году и 15 тыс. км к 2030 году. То есть это уже больше 100 систем будут функционировать одновременно. Это можно считать первым большим шагом, в дальнейшем сеть будет развиваться шире.

Что квантовые технологии дают обычному человеку?

Все мы сталкиваемся с использованием банковских карт и мошенниками. Если доводить квантовые ключи до пользователя, то это позволит защищать денежные переводы, личную переписку, почту от злоумышленников.

Когда это произойдет?

Я думаю, что в первую очередь начнется все с государства и крупного бизнеса, дальше пойдет средний бизнес, и только потом технологию получат пользователи.

Скорее всего будет не конкретное устройство квантового распределения ключей на пользовательских устройствах, а какие-то способы получения этих ключей извне. То есть вы, условно, пришли в МФЦ, прислонили к какому-то устройству свой телефон и получили туда набор ключей. И вам этих ключей хватает на год, например. Возможно все будет по-другому. Сейчас это еще не сильно проработано у нас.

К концу 2022 года специалисты QRate и ученые НИТУ МИСиС планировали разработать дешевую мини-систему квантовой связи для бизнеса среднего уровня и рядовых потребителей. Как успехи?

Опытный образец миниатюрного передатчика будет разработан к концу 2022 года. Затем начнется его подготовка к серийному выпуску, возможно, в 2023-2024 годах. Система должна снизить стоимость подключения абонента к квантовой сети, но первыми пользователями все равно будут представители крупного бизнеса.

Сколько сейчас стоит внедрение квантовых коммуникаций?

Сейчас системы стоят дорого (десятки миллионов рублей), но технология будет эволюционировать, как это было с обычными компьютерами, и через десятилетие, конечно, подешевеет, но насколько судить пока трудно.

Расскажите, пожалуйста, про идею спутниковой квантовой сети.

У системы квантового распределения ключей по оптическому волокну есть ограничения по дальности работы. Есть системы, работающие на достаточно далекие расстояния, более 200 км, но скорость распределения ключей у них очень низкая. Так, чтобы соединить, например, Москву с Владивостоком, нужно построить очень дорогостоящую сеть.

Но есть второй вариант: использовать спутник, который по открытому пространству сначала распределит ключ с одной наземной станции, затем с другой, далее, зашифровав один ключ другим, передаст его на наземную станцию.

Спутниковая квантовая криптография позволяет преодолевать расстояния быстрее и дешевле. То есть, мы запускаем спутник, который распределяет квантовые ключи во Владивостоке, потом над Москвой. Дальше с помощью любых видов связи мобильной, спутниковой, стационарной, интернета, мы начинаем обмениваться информацией, зашифровав ее с помощью этих квантовых ключей.

Преимущество данных технологий заключается в том, что один спутник может соединить множество точек в России. Из минусов: для того, чтобы все это происходило, в местах, где мы хотим связывать, должны быть безоблачные ночи. Распределение на данный момент происходит только ночью, а в облачную погоду это делать невозможно.

За счет чего возникают такие ограничения?

Мы же распределяем ключи за счет одиночных фотонов, частиц света. Они просто рассеются на облаках и не дойдут до получателя, который в итоге не сможет получить ключ. Причем решить эту проблему невозможно.

Кто занимается созданием спутника?

Мы в рамках работ по НТИ делали наземный приемник, и также у нас есть партнер компания, которая занимается как раз разработкой оборудования для спутника. Спутниками у нас занимаются «Роскосмос», «Газпром космические системы», а мы разрабатываем оборудование, которое на спутник будет устанавливаться.

Когда будет запущен этот спутник?

Первые запуски будут, наверное, в 2023 году уже. В данный момент китайский спутник уже несколько лет функционирует на орбите, и мы с помощью этого спутника, по договоренности с китайским университетом, распределяем квантовые ключи между нашими точками в академических целях, то есть для проверки оборудования.

А можно ли таким образом квантовой сетью покрыть всю Землю?

В принципе возможно, да. Ограничений для этого нет. Только пасмурность, опять же. Технологии развиваются достаточно быстро, но получается китайцы свой первый спутник отправили в 2016 году, и сейчас только собираются второй отправлять. Я думаю, что ближайшие лет будут запуски больше академические, чтобы просчитать бюджет, оценить возможности технологии, плюс и минусы. Принятие решения о покрытии всей страны, например, такими спутниками, будет приниматься после того, как технология «обкатается».

По сообщению сайта Газета.ru

Тэги новости: Новости высоких технологий
Поделитесь новостью с друзьями