Физики побили рекорд дальности квантового шифрования
Китайские физики реализовали один из методов квантовой криптографии на рекордных расстояниях — более чем 400 километров. Это приблизительно на 100 километров превосходит прошлый рекорд. Но скорость генерации ключа для шифрования на таких расстояниях мала — за три месяца опыта авторам удалось передать только 2584 бита.
Результаты изучения авторы разместили на архиве препринтов arxiv.org, коротко о работе информирует MIT Technology Review.
Квантовое распределение ключа — база квантовой криптографии. Это способ, что разрешает гарантированно безопасно создать ключ, применяемый после этого для шифрования хорошей информации. В классической его реализации отправитель отправляет ключ получателю посредством одиночных фотонов.
Они хранят случайным образам записанный в них бит информации — в поляризации либо фазовом сдвиге. Каждая попытка преступника прочесть данные необратимо меняет состояние фотона, о чем тут же определят отправитель и получатель, сверив часть ключа. Подробнее о квантовой криптографии возможно почитать в отечественном материале.
Не обращая внимания на теоретическую невзламываемость этого способа генерации ключа, известны пара вариантов хакерских атак на квантово защищенные линии. В частности, в действительности для передачи употребляются не однофотонные источники, а ослабленные лазерные импульсы, каковые время от времени содержат несколько фотон, а два либо кроме того больше. Преступник может «забрать» один фотон с информацией себе и прочесть ее.
Часть схемы установки. Hua-Lei Yin et al. / arXiv.org, 2016
Чтобы избежать аналогичного физики создали более сложный протокол, в котором успех генерации ключа не зависит от качества источника и измерительного оборудования. В нем употребляется дополнительный «подставной» фотон. Методика стала называться квантового распределения ключа, свободного от устройств (DIQKD).
Но первые результаты ее применения продемонстрировали, что скорость генерации ключа на дистанции в 200 километров между получателем и отправителем не превышала одного бита в 60 секунд.
Авторы применяли усовершенствованную методику, с пара уменьшенной безопасностью — она не защищена от взлома оборудования отправителя (но не получателя). С ее помощью авторы смогли генерировать 9,55 бит ключа в секунду — в 500 раза больше, чем в прошлых опытах. Дабы протестировать генерацию ключа на более долгих расстояниях физики воспользовались оптоволокном с очень низкими утратами.
Увеличив расстояние до 404 километров ученые накопили 2584 бита ключа за три месяца опыта. Это рекордное расстояние, использованное для квантового распределения ключа.
Ранее американские физики реализовали полностью устойчивое квантовое шифрование в лаборатории — оно разрешает передавать посредством фотонов и ключ и зашифрованную данные. Помимо этого, сравнительно не так давно российские физики протестировали первую «уличную» линию межбанковской квантовой связи.
Создатель: Владимир Королёв