0
3915
Газета КАРТ-БЛАНШ Печатная версия

28.11.2021 19:09:00

Открытые коммуникации будут суперзащищенными

Готовы ли квантовые сети к встрече с квантовым компьютером

Сергей Кулик

Об авторе: Сергей Павлович Кулик – профессор, доктор физико-математических наук, научный руководитель Центра компетенций Национальной технологической инициативы – Центра квантовых технологий физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова.

Тэги: квантовые сети, проекты, технологии


квантовые сети, проекты, технологии Иллюстрация pixabay.com

В последние годы регулярно появляются новости о строительстве квантовых сетей. О них сообщали СМИ Китая, США, Европы. Есть масштабные проекты, которые опутают едва ли не всю страну. Есть небольшие, в границах одного-двух городов. В России строят небольшие экспериментальные сети. Продукты разных вендоров и научных групп проходят тестирование на работающих оптических сетях, оттачивается технологический процесс, а рынок привыкает к тому, что квантовая криптография – полезная технология.

Итак, где «прячутся» сети? Опытные квантовые сети в России создаются усилиями трио «НИИ–вендор–оператор». В этой цепочке не хватает пока конечного потребителя, который и будет использовать квантовые коммуникации. Первым потребителем таких услуг может стать университет, в котором работает научная группа.

Первыми о запуске проекта по созданию университетской квантовой сети в 2020 году объявили Центр национальной технологической инициативы (НТИ) по квантовым технологиям на базе Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова в сотрудничестве с компанией «ИнфоТеКС» и при содействии «ЮЛ-ком». Сеть базируется на системе ViPNet QSS, разработанной Центром квантовых технологий и «ИнфоТеКСом». Это предсерийное оборудование уже проходит сертификацию у регулятора. Торжественный запуск сети состоится в декабре 2021-го.

Сеть в МГУ объединяет несколько зданий университета на Воробьевых горах, на Моховой улице и офис «ИнфоТеКСа» в Отрадном. Еще до официального старта проекта была проведена огромная предварительная работа, занявшая несколько лет.

Свой проект по запуску открытой квантовой сети между Национальным исследовательским технологическим университетом «МИСиС» и Московским техническим университетом связи и информатики в 2021 году реализовал и Центр компетенций НТИ по квантовым коммуникациям на базе МИСиСа.

Современные квантовые сети разнятся по архитектуре, используемым протоколам и оборудованию. Но фундаментально их объединяет то, что передаваемые данные в таких сетях защищают с использованием законов квантовой механики – они кодируются в состояниях одиночных фотонов.

В основе квантовой сети – протокол квантового распределения ключей (КРК). Благодаря оборудованию КРК абоненты, соединенные по открытому каналу связи, могут создать общий случайный ключ и использовать его для шифрования и дешифровки сообщений.

Протокол КРК позволяет обнаружить присутствие третьей стороны, пытающейся получить информацию о ключе: злоумышленник должен измерить передаваемые по каналу связи квантовые состояния, что ведет к их изменению. Аномалия детектируется, и связь прекращается. Это позволяет исключить угрозу нелегитимного подключения. Квантовые ключи в сети формируются автоматически, что исключает возможность атаки через подкуп администратора. А высокая скорость смены ключей делает невозможным их подбор даже с помощью квантового компьютера.

Ученые в разных странах мира работают над созданием квантовых вычислительных устройств. Те задачи, на решение которых у современных суперкомпьютеров уйдут десятки, а то и сотни лет, квантовый компьютер будет решать буквально за минуты или часы. Такие «суперспособности» получили название «квантовое превосходство», что подчеркивает вычислительные преимущества.

Но устройства смогут использовать и злоумышленники – квантовые компьютеры позволят довольно быстро подобрать ключи к распространенным системам шифрования. Между тем дешифрация квантовых ключей даже в этом случае останется недоступной для злоумышленников.

Конечно, пока эту возможность никто не проверял – еще не создано достаточно мощного квантового компьютера, и в ближайшие 5–10 лет этой угрозы бояться не приходится. Но с развитием технологий эта потенциальная опасность будет переходить в разряд реальной. Так что, строя квантовые сети, мы говорим не только о противостоянии существующим, но и о борьбе с будущими угрозами.

Квантовые сети не являются неуязвимыми. Например, их узкое место – оборудование. Атаки на устройства, входящие в квантовую систему, описаны и проведены исследователями. Но каждая найденная уязвимость позволяет внести исправления и повысить безопасность системы. А главное, даже если хакер выведет из строя оборудование, доступ к информации он не получит.

Значит ли это, что с возникновением квантовых компьютеров будут немедленно взломаны все системы, не использующие квантовое шифрование? Давайте признаем: значительная часть информации, которую передают по сетям, никому не интересна.

Первые вычислители, достаточно мощные для решения таких задач, будут баснословно дороги. А если рассуждать с точки зрения злоумышленников, цель должна оправдать вложенные средства. Так что в первую очередь о защите данных стоит позаботиться крупным корпорациям, банкам, производствам с большой составляющей инновационных разработок – тем, кто владеет ценными данными. Им адресованы решения, связанные с квантовой криптографией. Тем более что квантовое оборудование недешево, и установить его пока смогут не все предприятия.

Если целевая аудитория таких решений – крупный бизнес, почему квантовые сети появляются в университетах? Во-первых, научные группы, которые занимаются квантовыми коммуникациями, работают на базе вузов. Кроме того, сети, которые строят в России, станут полигоном, на котором можно будет учить сотрудников работать с квантовым оборудованием, тестировать устройства и подключение систем КРК, разработанных другими командами. У них есть огромный научно-исследовательский потенциал. Поэтому Центр квантовых технологий, например, изначально планировал делать сеть открытой. И такая позиция приносит плоды – к сети уже выразили желание подключиться РЖД, «Ростелеком», МТУСИ, БФУ им. И. Канта; ДВФУ и другие учреждения и организации. 


Оставлять комментарии могут только авторизованные пользователи.

Вам необходимо Войти или Зарегистрироваться

комментарии(0)


Вы можете оставить комментарии.


Комментарии отключены - материал старше 3 дней

Читайте также


Росатом поделится технологиями с Астаной и Ташкентом

Росатом поделится технологиями с Астаной и Ташкентом

Виктория Панфилова

Казахстан и Узбекистан вместе с Россией борются с нехваткой электроэнергии

0
1125
Генералы-депутаты прописывают статус спецобъектов Минобороны

Генералы-депутаты прописывают статус спецобъектов Минобороны

Иван Родин

Ядерные базы и прочие секретные места будут охранять в соответствии с отдельным законом

0
2730
КПРФ надеется поломать сценарий власти для выборов Госдумы

КПРФ надеется поломать сценарий власти для выборов Госдумы

Дарья Гармоненко

Иван Родин

Цифровые политтехнологии руководство партии будет внедрять даже принудительно, но только в 2026 году

0
1919
Константин Ремчуков. Китай научился извлекать уран из морской воды вдвое дешевле, чем раньше

Константин Ремчуков. Китай научился извлекать уран из морской воды вдвое дешевле, чем раньше

Константин Ремчуков

Мониторинг ситуации в КНР по состоянию на 16.06.25

0
3811

Другие новости