Исследователи в Рочестерском университете (штат Нью-Йорк) впервые смогли продемонстрировать передачу сообщения, зашифрованного невзламываемым образом с применением ключа, длина которого была намного меньше длины сообщения.

До сих пор в криптографии придерживались трёх условий невзламываемости двоичного кода, сформулированных ещё «отцом информатики» Клодом Шенноном: ключ выбирается случайным образом, используется только один раз и имеет длину не меньше, чем шифруемое сообщение.

Новые результаты, полученные аспирантом Дэвидом Люмом (Daniel Lum) и профессором физики Джоном Хауэллом (John Howell), опубликованы в журнале Physical Review A. В своём исследовании учёные опирались на метод квантовой блокировки данных (Quantum data locking), который разработал Сет Ллойд (Seth Lloyd), профессор квантовой информатики Массачусетского технологического института (MIT).

Эта технология, использующая фотоны для пересылки сообщений, имеет те же ограничения на надёжность шифрования, однако Ллойд понял как можно сделать дополнительные допущения — а именно, в отношении границы между светом и веществом — для увеличения безопасности передачи данных.

В отличие от двоичных систем, для фотона возможны не только состояния «включено» и «выключено», например, можно изменять направление движения световых волн, их длину или амплитуду. Увеличение количества переменных в сочетании с принципом неопределённости квантовых измерений позволяет сделать ключ шифрования короче, чем сообщение.

Выкладки Ллойда оставались чистой теорией до нынешнего года, когда Люм и его коллеги разработали квантовую шифровальную машину, реализующую их на практике. С её помощью они смогли безопасно зашифровать шесть бит классической информации, используя ключ размером всего в один бит.

«Наше устройство не на 100% безопасно, по причине утечки фотонов, тем не менее оно наглядно показывает, что блокировка данных в шифровании сообщений это намного больше, чем просто теория», — заявил Люм.