Разделы

Телеком Беспроводная связь Интернет

Ученые из России, Китая и Таиланда защитили установки квантовой криптографии от атак с вбросом яркого света

Группа ученых из Центра компетенций НТИ «Квантовые коммуникации», созданного на базе НИТУ МИСиС, в партнерстве с Российским квантовым центром, а также исследователями из Университета ИТМО, Национального университета оборонных технологий (NUDT) в Китае и Фонда квантовых технологий Таиланда (QTFT) защитила установки квантовой криптографии от атак со вбросом света. Эксперимент был описан в международном журнале по квантовой физике PRX Quantum и отдельно отмечен Американским физическим обществом, сообщили CNews представители МИСиС.

Квантовая криптография или квантовое распределение ключей (КРК) — метод защиты информации, построенный на использовании фундаментальных законов физики. Перед отправкой зашифрованного сообщения пользователь делится с получателем информации ключом — случайной последовательностью бит, необходимой для дальнейшей расшифровки сообщения. Если ключ передается в виде одиночных частиц света — фотонов, его невозможно взломать или скопировать. Однако атакам мог быть подвержен не ключ, а другой элемент установки — источник одиночных фотонов.

Так, если установка квантового распределения ключей была построена с инженерными ошибками, она становилась уязвимой для атак с использованием света. Хакер мог перехватить биты секретного ключа за счет сверхяркого света, незаметно запущенного в оптоволокно в направлении источника. Такие атаки могли не только заставить блок источника одиночных фотонов работать некорректно, но и привести к утечке из него секретного ключа за счет возникновения побочных каналов в кодировке информации или отражений света.

В ходе эксперимента ученые продемонстрировали возможность защиты от подобных атак при помощи включения в установку дополнительного недорогого компонента, волоконно-оптического циркулятора или изолятора. В этом случае луч света злоумышленника в первую очередь поражает дополнительный компонент, что может вывести его из строя подобно плавкому предохранителю, но это уменьшает мощность лазера, которого в дальнейшем не хватает для поражения основного устройства. Разработанная технология позволит физикам и специалистам по безопасности обеспечить защиту квантового шифрования от несанкционированного вмешательства.

«Результатом работы стало создание надежной защиты от данного класса атак, а не просто обнаружение дыры в безопасности, которую не очень понятно, как закрыть. Надеемся, что протестированная нами контрмера будет немедленно применена во всех промышленных системах квантовой криптографии», — подчеркнул Вадим Макаров, руководитель лаборатории по исследованию уязвимостей систем квантовой криптографии и разработке методов их сертификации Российского квантового центра и Центра компетенций НТИ «Квантовые коммуникации» НИТУ МИСиС.

«Злоумышленник, от которого мы защищаемся, не ограничен в средствах и будет использовать все доступные достижения технологии. Эксперимент по тестированию защиты требовал осторожной работы, так как наш лазер высокой мощности был способен повредить окружающие предметы», — добавила Анастасия Поносова, научный сотрудник Российского квантового центра, выполнявшая эксперименты в лаборатории.

***

Замглавы Минпромторга Василий Шпак в интервью CNews: Таких темпов роста нашей электронной отрасли не было никогда
импортонезависимость

Российский квантовый центр (РКЦ) — научно-технологический центр, который занимается разработкой высокотехнологичных коммерческих продуктов на основе квантовых технологий. Команда исследователей РКЦ насчитывает более 500 ученых, включая ведущих российских и мировых специалистов. За 12 лет существования РКЦ сформировал 19 научных групп и проектов, 8 технологических стартапов, построил 16 лабораторий, организовал и провел шесть больших международных конференций и основал три научные школы.

Центр компетенций НТИ «Квантовые коммуникации» — научно-образовательная организация России, созданная на базе консорциума НИТУ «МИСиС», Российского квантового центра (РКЦ), а также ряда образовательных, инновационных и промышленных предприятий, и развивающая такие высокотехнологичные направления, как квантовые коммуникации и квантовая криптография.