Квантовото криптиране се счита на теория за непробиваемо
(снимка: CC0 Public Domain)
Най-дългата и най-голяма мрежа с квантово криптиране бе пусната в Китай. Повече от 700 оптични кабела и две сателитни комуникационни станции осигуряват квантово разпределение на ключове на разстояние над 4600 километра за повече от 150 организации.
Потребителите на тази мрежа са възлови предприятия на общинските електрически мрежи, държавни и частни банки, както и сайтове за електронно управление. Китайските учени подробно описаха постиженията си в статия, публикувана в Nature.
Мрежата е изградена от специалисти от Националната лаборатория за изследване на съвременната физика и свръхмалки физически явления в Хъфей, съвместно с Центъра за върхови постижения в квантова физика и информатика на Китайската академия на науките. И двете институции са свързани с Китайския университет за наука и технологии.
Учените от Поднебесната са успели да създадат безпрецедентно голяма и дълга мрежа с квантово криптиране. Основната цел на тяхната разработка е била да демонстрират възможността за използване на квантово разпределение на ключове (QKD) в мащабни проекти. И очевидно са успели. Повече от 150 клиента са свързани на разстояние от над 4600 километра – с наземни оптични линии или чрез сателит.
Не е известно колко интензивно се използва мрежата. Статията набляга на работата на отделните сегменти и на факта, че е установена връзка между всички възли. По-специално, при разпространението на ключове чрез сателит е постигната средна скорост от около 48 килобита в секунда. Това е 40 пъти повече от досегашните резултати. Освен това учените отбелязват, че не е необходимо да се използва сателит на ниска орбита (500 километра).
Схема и основни възли на най-дългата мрежа с квантово криптиране
(източник: Chen, YA., Zhang, Q., Chen, TY / Nature)
Твърди се, че броят на грешките и средната скорост на генериране на ключове ще бъдат сравними и при квантова комуникационна линия, изградена чрез геостационарен спътник. Този подход ще позволи обмен на криптирани данни без съобразяване с графика на полетите на спътниците над наземните станции. Прави впечатление, че китайските специалисти са използвали най-стария QKD протокол – BB84. Той гарантира тайната на ключа на разстояние до 50 километра, но учените са приложили редица трикове, за да увеличат това разстояние десетократно.
На теория квантовото криптиране е невъзможно да бъде нарушено. На практика съществуват редица методи за прихващане на генерираните ключове, поради несъвършенството на съществуващата техника. Тези недостатъци обаче могат да бъдат отстранени в бъдеще и дори на сегашното ниво хакването на мрежа с квантово криптиране е много трудоемко начинание. Най-малкото изисква перфектна интеграция в оптичната връзка. Структури, като изградената от китайските специалисти, се използват само за генериране на ключове. Пакетите, кодирани с тях, могат безопасно да се предават през нормални опорни мрежи.
Различни QKD методи използват квантови състояния на елементарни частици, за да генерират таен ключ – като правило фотони, и измерват тяхната поляризация. Алгоритмите за квантово разпределение на ключове са проектирани по такъв начин, че по броя на грешките, които възникват по време на предаването на данни, може да се разбере дали някой прихваща информация в средата. Ако има по-малко от определен брой грешки, предаването остава секретно. Когато този праг е надвишен, ключът трябва да бъде създаден отново.