Квантовая криптография

Сегодня низкая эффективность существующих систем информационной безопасности и те убытки, которые несут компании и фирмы от взломщиков систем защиты, стимулируют разработку и применение квантовых технологий в криптографии.

Квантовая криптография использует не математические методы, а основы квантовой физики, когда для переноса количества информации используется объект квантовой механики. В данном случае такими объектами могут быть электроны в электрическом токе или фотоны в линиях волоконно-оптической связи. Кража информации обнаруживается при попытке измерения переносчика информации – фотона или электрона. Поскольку невозможно измерить хоть один параметр фотона, не нарушив и не исказив другой параметр. Данное явление, известное в физике, как принцип неопределенности Гейзенберга.

Квантовые явления, используемые в целях криптографии (защиты информации), позволяют создать такую систему защиты, при которой любое подслушивание обнаруживается с высокой степенью точности и достоверности. Попытка подслушивания – это попытка нарушения исходного сигнала.

Как бы надежно не была зашифрована информация, если в чужие руки попадет ключ, то все усилия шифровальщиков окажутся напрасными. Квантовая рассылка ключей – это самый надежный метод защиты, поскольку невозможно выкрасть часть сигнала с передающей линии, ведь электромагнитный квант неделим.

Квантовый ключ передается в форме фотонов, при этом направление поляризации фотонов выбирается случайным образом.

Квантовое состояние фотонов задается отправителем и регистрируется получателем. Чтобы получить достоверный сигнал, отправитель и получатель должны иметь обоюдную договоренность об основе вида поляризации. Поляризация фотонов контролируется при передаче данных. Любое вмешательство при передаче сигнала приводит к изменению поляризации, которое будет замечено адресатом.
Коммерческая система квантовой криптографии состоит из генератора случайных чисел – для создания ключа шифрования и дешифрования, излучающих и регистрирующих устройств квантового сигнала (фотонов света).

Квантовый ретранслятор – не что иное, как квантовый компьютер, способный передавать зашифрованную информацию на самые дальние расстояния. Разработка и создание квантовой памяти решит вопрос о хранении информации до времени ее отправки по каналам связи.
Главная задача, стоящая сегодня перед специалистами в области квантовой криптографии, это увеличение длины линий связи для передачи данных. Использование обычного стандартного сетевого оборудования для усиления и дальнейшей передачи сигнала невозможно, поскольку это влечет за собой разрушение информации.

Использование для линий передач квантовых ключей оптического волокна позволяет увеличить дальность передачи информации. В дальнейшем будет использоваться и развиваться система, состоящая из телескопов большого размера, фильтров и противоотражающих покрытий, что позволит предавать и получать сигнал в открытой атмосфере. Такая система позволит передавать сигнал на расстояния в несколько тысяч километров, достигая спутников околоземной орбиты. Использование спутниковой сети позволит охватить все околоземное пространство для передачи зашифрованных данных.

Внедрение квантовой криптографии повысит надежность компьютерных сетей, обеспечит конфиденциальность информации в течение долгого времени. В управление коммерческими спутниками, сети кабельного телевидения и связи не смогут проникнуть хакеры-профессионалы и любители-взломщики.

Квантовая криптография открывает большие перспективы перед оборонной промышленностью, системами связи, коммерческими организациями и банками. Электронная коммерция станет успешной только при внедрении квантовой криптографии. Зашифрованные сообщения останутся секретными навсегда.

Внедрение квантовой криптографии положит конец перехватчикам сообщений системой «Эшелон», которая применяется сейчас разведслужбами США, Великобритании и некоторыми другими странами.

Надежные каналы передачи информации нужны в любой области промышленности, обороны и в частной жизни каждого человека.