אתמול הודגמה בוינה הצפנה קוואנטית שהיא אינהרנטית בלתי ניתנת לפיצוח

 

הקשיבו, הקשיבו! כעת מתבצעת ההדגמה החיה הראשונה של רשת ה-  quantum key distribution  (QKD) העובדת! ההדגמה מתרחשת בכנס בוינה בין ה-8 ל-10 לאוקטובר 2008. אויש… היום ההדגמה הסתיימה ופספסתם! ההדגמה בוצעה במסגרת הכנס הבינלאומי: SECOQC. בשביל הדמו חברת סימנס אוסטריה התקינה שבעה חיבורי QKD שונים מבחינה טכנולוגית, כדי ליצור את רשת הבסיס או רשת השלד הקוונטית לרשת ה-  SECOQC שבעה חיבורי מפתח קוונטיים שולבו בתוך רשת תקשורת מטרופוליטן סטנדרטית מסיבים אופטיים שמותקנת בוינה ומחברת כמה מאתריה. הרשת פעלה בבדיקה כבר מספר שבועות עתה, לפי וולפגנג ריכטר מסימנס.

כאשר הם מחוברים מבחינה פיזיקאלית לחמישה אתרי חברה של סימנס אוסטריה בוינה והבירה הסמוכה של אוסטריה התחתונה, St. Poelten. רשת הבסיס הקוונטית הזו פרוסה על פני אזור רשת צלילים טיפוסי של מטרופולין של טלפוניית טלקום.


 
QKD Network Demonstration and conference

‘Unbreakable’ encryption unveiled



אתר רשמי

הכנס וסימולציות

האירוע בוינה הוא נקודת השיא של הפרויקט האירופאי

 SECOQC

Secure Communication based on Quantum Cryptography

שהביא את טכנולוגית:

 QKD  Quantum key distribution

לקדמת התודעה. השותפים למיזם – שעתה מגדירים סטנדרט אירופאי טכני כוללים את:

 Siemens, Toshiba, Hewlett Packard, ID Quantique, Thales, Qinetiq

וגם מדענים מובילים שעוסקים בתורת הקוואנטים.

Encryption systems that rely on  “spooky” properties  

 

עם ההדגמה של ,QKD הסודיות המוחלטת צעדה צעד אחד קדימה כאשר הושקה בכנס בוינה רשת המחשבים הראשונה בעולם שהיא מוגנת על ידי הצפנה קוונטית בלתי ניתנת לפיצוח. הרשת מחברת בין חמישה מיקומים על פני וינה והעיר הסמוכה סנט פואלטן, תוך שימוש בכבלים שעשויים מסיבים אופטיים מסחריים סטנדרטיים באורך של 200 קילומטר.

 

QKD


Apparatus used for quantum cryptography

קריפטוגרפיה קוונטית היא שונה לחלוטין ממהלכי אבטחת המידע שבהם משתמשים ברשתות מחשבים כיום. אלה האחרונות מבוססות בדרך כלל על מהלכים מתמטים מסובכים, כך שלאנשים מבחוץ מאוד קשה לפצחם.

Quantum cryptography is inherently unbreakable

אבל אין זה בלתי אפשרי לעשות זאת בהינתן משאבי או זמן מחשוב מספיקים. זאת ועוד, שמערכות קוונטיות משתמשות בחוקי תורת הקוונטים, שמראים שמערכות אלה הן אינהרנטית בלתי ניתנות לפיצוח.

הרעיון הבסיסי שעומד מאחורי הקריפטוגרפיה הקוונטית כבר ידוע מזה 25 שנה ונתגלה על ידי צ’רלס בנט מ-IBM ועל ידי גילס ברסארד מאוניברסיטת מונטריאול, שהיה נוכח גם הוא בכנס בוינה כדי לבחון את הרשת הקוונטית בפעולה.

מהלכי האבטחה הקוונטיים מבוססים על עקרון אי הוודאות של הייזנברג, על העובדה שלא ניתן למדוד מידע קוונטי מבלי לגרום לו להפרעה. וזו הרי הגבלה של הטבע שלא ניתן בשום אופן לעקוף אותה. זו הסיבה מדוע ניתן שיהיה ערוץ תקשורת בן שני משתמשים שעל גבי ערוץ זה יהיה זה בלתי אפשרי לצותת מבלי ליצור הפרעה. מצותת יצור מעין טביעות אצבע על הערוץ ברגע הופעתו המיידית, כלומר יגרום כך להפרעה מיידית שתגלה את נוכחותו. זה היה רעיון המפתח שעמד מאחורי בנית הרשת המאובטחת בצורה קוונטית – ה-QKD.

New Quantum Key System Combines Speed, Distance – 2007

Quantum Cryptography with Finit Resoures: Unconditional Security…

למעשה פירושו של דבר, שיש להשתמש בעצמים הקוונטים היסודיים ביותר: פוטונים, כלומר יחידות האור. וזה אומר שקרני אור חלושות ביותר, שוות-ערך לפוטון בודד, נורו מיליון פעם לשנייה והתרוצצו בן צמתי הרשת של וינה. כל צומת מוקמה במשרד סימנס שונה – כאשר חברת סימנס סיפקה את קשרי הסיבים האופטיים – והמשרד סיפק גם מדף אלקטרוניקה קטן, שהיה מאובזר בתוך קופסא בערך בגודל של מחשב אישי, ומעט גלאי אור רגישים.

אינשטיין כתב לחברו הפיזיקאי מקס בורן ב-3 למרץ 1947:

 פעולה למרחוק של רוחות  .”ohne spukhafte Fernwirkungen”

וקודם לכן אינשטיין כתב לבורן ב-4 לדצמבר 1926: “התיאוריה [של הקוונטים] אומרת הרבה, אבל לא באמת מקרבת אותנו קרוב יותר לסוד של ‘ההוא הקדום’. אני בכל אופן, משוכנע שאלוהים אינו משחק בקוביה”.

אלוהים משחק בקוביות?

והנה בוינה – בעזרת הפוטונים של אינשטיין עצמו – מדגימים פעולה למרחוק של רוחות רפאים ונראה שאלוהים אולי משחק במידת מה בקוביות?…

נשוב להדגמה של הכנס בוינה. הבעיה היא להבטיח שגם השולח וגם המקבל של המסר המוצפן יקבלו את אותה השרשרת הארוכה של הספרות האקראיות (מה שקרוי “מפתח”), שמשמשת כדי להצפין ולפענח של המסר – ושאף אחד אחר מלבדם לא יתחלק עמם במידע זה. לגבי ה-QKD, ניתן לזקק את המפתח הנומרי הסודי הזה לגמרי מהפוטונים שנתגלו – אותו מפתח שכאמור מקודד את הנתונים של המשתמש בדיוק כמו המפתחות שבהם משתמשים ברשתות מחשבים רגילות. היתרון ברשת ה-QKD הוא שאף אחד אחר לא יכול לדעת את המפתח בלי לחשוף את עצמו. בהדגמה של הרשת הקוונטית בוינה, פורץ ניסה להקשיב לתחלופת הקוונטית, ואז הפוטונים נהפכו למעורבבים, והעלייה בקצב הטעויות בגלאים בצמתים אותתה על ההתקפה. המערכת האוטומטית נכבתה ללא פשרות.

ויותר חשוב מכך, ההדגמה גם הראתה שהרשת יכולה לתקן את עצמה: אם חיבור קוונטי אחד ניתק, החיבורים יכולים לנתב עצמם מחדש באמצעות צמתים אחרים, בדיוק כפי שזה מתרחש בשיחות טלפון, כאשר הן מנותבות בצורה אוטומטית באמצעות רשתות טלפוניות. כך שכל שני משתמשים ברשת יכולים להישאר בקשר בטוח ורציף. ולכן תכונה זו של הרשת הקוונטית להתנהג כמו רשת טלפוניה היא חשובה בדיוק כמו האבטחה הקוונטית  של הרשת.

יישומים

The solace of quantum key technology Encryption based on the fragility of quantum states could be used to protect consumers from card fraud

אם רמאי מעתיק את המספרים מחיובי החשבון או כרטיס האשראי שלכם, אין הרבה מה לעשות היום מלעצור אותו מלבצע מסע קניות מטורף עם כרטיס האשראי שלכם. מסע רמאות זה עם כרטיסי אשראי מוביל להפסדים רבים והוא בעיה ידועה. אבל מניעת רמאויות מסוג זה יכולה להיות אחד היישומים של ה-QKD.

הלקוח והבנק יכולים לנצל את התכונות הקוונטיות של חלקיקי האור – הפוטונים. זאת כדי ליצור מפתחות קודים סודיים (מחרוזות של מספרים אקראיים), שאותם הם יכולים לחלוק ביניהם (בין שני גורמים: הלקוח והבנק). המפתחות ישמשו כדי להצפין נתונים וכך להגן עליהם מפורצים.

כרגע הבנקים, ממשלות וארגוני הגנה מתעניינים בשימוש במפתחות קוונטיים כדי להצפין נתונים. כי הם מעבירים מידע מאוד מסווג בין אתרים. כמוכן טלפונים סלולאריים מתעניינים במערכת. חברת HP סבורה שטלפונים ניידים יכולים להכיל מחצית ממערכתQKD  קצרת טווח (שיכולה להבנות מ-LED –ים סטנדרטים ומעגלים משולבים אופטיים זולים).

 

 

 

 

 

Advertisements

0 thoughts on “אתמול הודגמה בוינה הצפנה קוואנטית שהיא אינהרנטית בלתי ניתנת לפיצוח

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s