Новости

02.02.2021 20:13
Рубрика: Общество

Квант против кванта

В России создана система абсолютной защиты от хакерских атак
С защитой информации складывается парадоксальная ситуация. С одной стороны, считается, что современные методы шифрования вполне надежны. Для подбора ключа к текстам даже суперкомпьютерам потребуются годы. И оснований для особой тревоги нет. Но тогда почему во многих странах киберугрозы называются одной из главных проблем национальной безопасности. Защитой информации озабочены не только специалисты, но и политики. Принимаются национальные программы противодействия новым киберугрозам.
Сегодня ведущие страны - лидеры квантовой гонки уже начали применять системы квантовой криптографии. Фото: iStock Сегодня ведущие страны - лидеры квантовой гонки уже начали применять системы квантовой криптографии. Фото: iStock
Сегодня ведущие страны - лидеры квантовой гонки уже начали применять системы квантовой криптографии. Фото: iStock

- Действительно, современные системы защиты информации способны противостоять классическим хакерским атакам. Но ситуация кардинально изменится, как только за дело возьмется квантовый компьютер. С его помощью злоумышленники быстро подберут ключ для доступа к данным, зашифрованным большинством известных алгоритмов, - говорит Виктор Яковлев, представитель стартапа QRate Российского квантового центра.

Получается, что против "квантового лома" нет приема. Почему? Напомним, как работает оборона. Сегодня чаще всего данные кодируют с применением асимметричных алгоритмов шифрования. Задача взломщика: подобрать к ним заветный ключ. И способ хорошо известен: надо перехватить вашу информацию о ключе, представленную в виде сложной последовательности цифр, и разложить ее на простые множители. А затем, перемножая их, простым перебором получить правильный ключ. И если даже мощному суперкомпьютеру потребуются на это годы, то квантовый ключ может справиться за считанные часы, минуты, секунды... А уже зная ключ, перехватчик запросто получит доступ к вашим сообщениям, паролям, транзакциям и другим секретным данным.

Наука нашла управу даже на такого вычислительного монстра, как квантовый компьютер. Это законы квантовой физики. В чем суть? Прежде всего, надо отметить, для переноса информации в линиях волоконно-оптической связи используются пучки фотонов, частиц света, которые генерируют мощные лазеры. Благодаря им, например, работает высокоскоростной интернет. Так вот фотонам законы привычного "неквантового" мира, как говорится, не писаны, они живут по своим. Например, фотон является одновременно и частицей, и волной. И ему предписано подчиняться принципу неопределенности Гейзенберга. Он гласит: невозможно одновременно узнать место расположения частицы и ее импульс. Иными словами, чем точнее вы измерите какой то один параметр, тем менее точно получится другой. Именно это удивительное свойство фотона и позволяет защитить информацию. Система обороны мгновенно подаст сигнал тревоги, как только кто-то попытается ее перехватить или взломать.

Итак, против лома все-таки есть приемы. А значит можно подготовиться к киберугрозам, даже если злоумышленники получат доступ к квантовому компьютеру. Защита выглядит абсолютно надежной. Но реализовать ее очень непросто. Дело в том, что в ней используются не обычные фотоны, а специально подготовленные, например, так называемые поляризованные. Именно в момент поляризации они становятся носителями информации - "нулем" и "единицей".

Система квантовой обороны мгновенно подаст сигнал тревоги при любой попытке ее взломать

Но такой одиночный фотон очень "слабая" частица, она может просто не добраться до финиша, затухнуть в дороге. Считается, что такие потери фотонов - это сигнал о попытке взлома. И если уровень ошибок, вызванных этими потерями, 11 процентов, то все в порядке, ключ можно применять и шифровать информацию. Если же более 11 процентов, то неважно, по какой причине это произошло, - попытка перехвата ключа была. Это повод службе безопасности искать конкретные причины. А скомпрометированный ключ перестает использоваться.

- Сегодня ведущие страны - лидеры квантовой гонки уже начали применять системы квантовой криптографии. Правда, пока на сравнительно небольшие расстояния, - говорит Виктор Яковлев. - В российских пилотных проектах с крупными банками и телекомоператорами получены хорошие результаты. Сегодня можно начинать строительство квантовых сетей, например Москва - Санкт-Петербург, используя промежуточные доверенные узлы, расстояние между которыми 100-120 км, а в ближайшей перспективе может составить и 250 км. Если на местности нет оптоволоконной инфраструктуры, то сигнал можно передавать через спутник. Такой эксперимент проведен российскими и китайскими физиками.

По словам Виктора Яковлева, технология квантовой криптографии уже создана, рассматриваются варианты ее интеграции, разрабатываются новые стратегии безопасности. По прогнозам квантовый компьютер появится через 7-10 лет, а, значит, времени на раздумье осталось немного. К атаке нужно подготовиться заранее.

Общество Наука Научный подход с Юрием Медведевым