Ученые из Швеции придумали, как взломать квантовый компьютер

Фото: tonynetone/flickr

В новой работе исследователи показали метод, с помощью которого можно обойти квантовую криптографическую систему, использующую лавинные фотоприемники. «Ослепляя» приемник, они сделали его нечувствительным к отдельным фотонам и тем самым смогли скрыть перехват данных. Также ученые предложили, как устранить эту брешь в системе защиты.

Квантовая криптография и передача информации являются приоритетным направлением разработок систем безопасности на сегодняшний день. Отдельные группы исследователей публикуют свои успехи по созданию работающих квантовых каналов связи. Преимущество таких систем состоит в том, что теоретически их невозможно взломать. Однако в новой работе, опубликованной в Science, ученые показали теоретически и экспериментально, как «обмануть» зашифрованный канал связи.

В своей работе ученые анализировали систему, построенную на основе принципа квантового распространения ключа (англ. quantum key distribution). В ней два пользователя (по традиции называемые Алиса и Боб) обмениваются сообщениями по квантовому каналу связи, чтобы установить общий ключ к шифрованной записи. Носителями информации являются поляризованные фотоны. Параллельно задействуется классический канал связи, по которому Алиса и Боб могут обмениваться не квантовой информацией, допуская прослушивание. Информация, которую злоумышленник (Ева) может получить по классическому каналу при подслушивании, не даст ему представления о ключе, в то время как перехват данных в квантовом канале будет сразу же замечен Алисой или Бобом.

Ученым удалось запрограммировать Еву так, чтобы она могла замаскировать перехват информации. Для этого использовались классические вспышки света, «ослепляющие» детектор — лавинный фотоприемник. В норме он должен реагировать на поступление единичных фотонов и работать в «режиме счетчика Гейгера». После «ослепления» он становился нечувствителен к отдельным фотонам, несущим информацию, однако все еще реагировал на вспышки света, подаваемые Евой. Таким образом, Ева смогла незаметно считывать информацию с канала связи, при этом управляя детектором и заставляя его фиксировать биты информации тогда, когда ей этого хочется.

В своей работе ученые также предлагают методики исправления описанных недостатков. Хотя работа была проведена на конкретной криптографической системе, она указывает на слабые места квантовой криптографии как таковой.
Теги:

Читать еще на Чердаке: