Физики из Российского квантового центра (РКЦ) запустили первую в России линию квантовой связи в городских условиях. По оптоволоконному каналу ученые передавали квантовый ключ, предназначенный для расшифровки сообщений, которыми обмениваются отделения банка при помощи традиционных каналов связи. Длина линии составила 30,6 километра, тестирование линии проводилось между офисами «Газпромбанка».

В современной криптографии существуют способы абсолютно стойкого шифрования сообщений, к примеру, блокнотные шифры. Злоумышленник, не имея на руках ключа от сообщения, не имеет даже теоретической возможности расшифровать переданное сообщение — даже полный перебор ключей даст набор всевозможных сообщений заданной длины, отличить искомое среди которых невозможно. Главная слабость таких систем — теоретическая возможность перехвата или дублирования ключа. 

Квантовая линия предназначена для того, чтобы сделать безопасной и саму процедуру передачи ключа. Для этого используется квантовое распределение ключа. В этом методе информацию о ключе несут единичные фотоны в виде своих характеристик — например, поляризации, фазы или формы волнового фронта. При попытке злоумышленника измерить эту характеристику, необратимо нарушается квантовое состояние фотона, что фиксируется адресатом сигнала при сверке части ключа. 

Устройство для квантового распределения ключа в лабораторных условиях. Российский Квантовый Центр

Физики провели канал квантовой связи между отделениями «Газпромбанка» на Коровьем валу и в Новых Черемушках на базе существующей оптоволоконной линии. Как отмечают авторы технологии, процент ошибок при передаче данных не превышал пяти процентов. Интересно отметить, что именно высокая доля ошибок (свыше 11 процентов) является признаком скомпроментированности ключа. 

Ранее мы сообщали о первой реализации абсолютно стойкого квантового алгоритма шифрования и передачи данных. Он позволяет совместить передачу данных и ключа для следующего пакета данных в одном «сообщении». Этот алгоритм обходит требования к классическим абсолютно стойким шифрам, предполагающие, что размер ключа должен быть не меньше размера передаваемого сообщения. Однако, этот алгоритм был продемонстрирован лишь в лабораторных условиях.

Автор: Владимир Королёв