Nulaužta komercinė kvantinės kriptografijos sistema

Kalbant apie saugų susirašinėjimą, niekas nepralenkia kvantinės kriptografijos – metodo, kuris užtikrina tobulą saugumą. Taip siunčiamų žinučių niekada negali nulaužti klausytojas, kad ir koks galingas būtų.

Bent jau tokia teorija. Šiandien Feihu Xu, Bing Qi ir Hoi-Kwong Lo iš Toronto universiteto Kanadoje teigia sulaužę komercinę kvantinės kriptografijos sistemą, kurią sukūrė Ženevoje įsikūręs kvantinių technologijų startuolis ID Quantique – tai pirmoji sėkminga tokio pobūdžio ataka prieš komercinį. - prieinama sistema.

Štai kaip jie tai padarė. Bet koks įrodymas, kad kvantinė kriptografija yra tobula, remiasi prielaidomis, kurios ne visada pasitvirtina realiame pasaulyje. Nustatykite vieną iš šių trūkumų ir radote spragą, kurią išnaudodami galite įsilaužti į tokią sistemą.

Naujoji ataka pagrįsta prielaidomis apie klaidų tipus, kurie patenka į kvantinius pranešimus. Alisa ir Bobas visada atidžiai stebi savo pranešimų klaidų lygį, nes žino, kad Ieva padarys klaidų, jei perims ir perskaitys bet kurį kvantinį bitą. Taigi didelis klaidų lygis yra ženklas, kad pranešimas išgirstas.

Tačiau visiškai atsikratyti klaidų neįmanoma. Bet kurioje realaus pasaulio sistemoje visada bus triukšmo, todėl Alisa ir Bobas turi toleruoti nedidelį klaidų lygį. Šis lygis yra gerai žinomas. Įvairūs įrodymai rodo, kad jei kvantinių bitų klaidų lygis yra mažesnis nei 20 procentų, tada pranešimas yra saugus.

Tačiau šiuose įrodymuose daroma prielaida, kad klaidos yra aplinkos triukšmo pasekmė. Feihu ir kiti teigia, kad viena iš pagrindinių prielaidų yra ta, kad siuntėjas Alisa gali paruošti reikiamas kvantines būsenas be klaidų. Tada ji siunčia šias būsenas Bobui ir kartu jie naudoja jas, kad sugeneruotų slaptą raktą, kuris gali būti naudojamas kaip vienkartinis blokas saugiam pranešimui išsiųsti.

Tačiau realiame pasaulyje Alisa savo paruoštose kvantinėse būsenose visada įveda klaidų ir būtent tai Feihu pasinaudojo, kad sulaužytų sistemą.

Jie sako, kad šis papildomas triukšmas leidžia Ievai perimti kai kuriuos kvantinius bitus, juos perskaityti ir tada išsiųsti taip, kad klaidų lygis padidėja tik iki 19,7 proc. Tokio tipo perėmimo ir siuntimo atakos metu klaidų lygis nesiekia 20 procentų slenksčio, o Alisa ir Bobas nėra išmintingesni, mielai keičiasi klavišais, o Ieva klausosi neginčijama.

Feihi ir bendradarbiai teigia, kad jie netgi sėkmingai išbandė idėją ID Quantique sistemoje.

Tai didelis smūgis komercinei kvantinei kriptografijai, bet ne todėl, kad ID Quantique sistema dabar yra pažeidžiama. Tai nėra. Dabar, kai žinoma silpnybė, įmonei gana lengva pradėti kruopštesnius patikrinimus, kaip Alisa rengia savo būsenas, kad nežinomų klaidų tikimybė būtų mažesnė.

Tačiau dabar yra daug darbų, rodančių, kaip sugriauti įprastas kvantinės kriptografijos sistemas, pagrįstas įvairiais praktiniais jų nustatymo trūkumais; tokie dalykai kaip nepageidaujami vidiniai atspindžiai pavaroje, kuri generuoja kvantinius bitus, efektyvumo neatitikimai tarp fotonų detektorių ir lazerių, gaminančių papildomus paslėptus fotonus, prie kurių Ieva gali užsifiksuoti. Visa tai buvo panaudota sistemos įtrūkimams aptikti.

Tačiau nors žinomas spragas galima panaikinti, būtent nežinomos spragos kelia grėsmę ateityje. Problema, kurią atvėrė Feihu ir bendradarbiai, yra parodyti, kaip lengva su nedideliu piktybišku ketinimu pakreipti prielaidas, esančias už tobulos kvantinės kriptografijos. Dėl to keliems kvantiniams kriptografams ateinančiais mėnesiais ir metais neteks miego.

Nuoroda: arxiv.org/abs/1005.2376 : Eksperimentinis fazės perskirstymo atakos demonstravimas praktinėje kvantinio rakto paskirstymo sistemoje

paslėpti