В МГУ создали «квантовый телефон»

Безопасность Стратегия безопасности Телеком Интеграция ИТ в госсекторе Техника
мобильная версия
, Текст: Валерия Шмырова

В лаборатории физического факультета МГУ прошел испытание рабочий квантовый телефон. Сигнал в нем передается по обычной линии, ключи шифрования — по квантовой, то есть их невозможно украсть.


Квантовый телефон

Ученые физического факультета МГУ создали рабочий квантовый телефон, в котором ключи шифрования передаются по квантовой связи. Таким образом, их невозможно перехватить. За это отвечает сервер квантового распределения ключей. Сигналы, подвергнутые шифрованию с помощью этих ключей, передаются по традиционным каналам связи.

Создание квантового телефона должно стать первым шагом в построении университетской квантовые сети. В будущем такие телефоны, полностью защищенные от прослушки, планируется установить и в других подразделениях МГУ.

Технические особенности

Квантовый телефон впервые был протестирован 13 декабря 2017 г. Для этого в лаборатории квантовых оптических технологий была создана телефонная сеть, в состав которой вошли два рабочих места и один сервер. Новинка получила название Vipnet. По словам руководителя лаборатории, профессора Сергея Кулика, рабочее место Vipnet — это обычный ПК, дополненный оптоэлектронный модулем. Модуль по оптоволоконному каналу соединен с сервером. Система работает под управлением ПО Vipnet, которое было создано компанией «Инфотекс» и приспособлено для работы с модулем.

На физическом факультете МГУ прошло испытание квантового телефона

В архитектурном в плане сеть представляет собой звезду, в центре которой расположен сервер, а на лучах — рабочие места. Шифрование трафика между клиентами осуществляется напрямую, без участия сервера. Сервер занимается только квантовым распределением ключей. Усилению защиты способствует автоматическое симметричное распределение ключей. Как поясняет Кулик, благодаря квантовым ключам возможна частая смена ключей в режиме симметричного шифрования, если передается большой объем данных.

Передача ключей

Поскольку невзламываемые методы шифрования уже существуют, уязвимым местом каналов связи остаются только ключи шифрования. Ключ можно перехватить, что лишает кодирование эффективности. Передача ключей по квантовой связи решает эту проблему, поскольку в квантовых сетях для шифрования используются одиночные фотоны, которые навсегда меняют свое состояние при чтении. Это делает незаметный перехват информации невозможным.

Недостатком квантовой связи является то, что фотоны очень легко меняют свое состояние. Поэтому передача информации возможна на расстоянии не более 100 км. Кроме того, данные передаются достаточно медленно.

Городская квантовая линия

Ранее CNews писал, что Российский квантовый центр (РКЦ) построил квантовую сеть, в которой применяется одновременно два метода кодирования информации. Это позволит внедрять квантовую защиту в уже существующую телеком-инфраструктуру, что должно решить проблему перехвата ключей шифрования. Эксперимент проводился на оптоволоконных линиях Газпромбанка.

В мае 2016 г. сотрудники РКЦ соединили квантовой связью два здания Газпромбанка в Москве. Аппаратной основой для внедрения квантовой защиты послужил стандартный оптоволоконный кабель. Длина линии составила 30,6 км, она протянулась от Коровьего вала до Новых Черемушек. Передача ключа оказывалась ошибочной всего в 5% случаев, что доказало возможность использования квантовой защиты в существующей инфраструктуре.