Akceptuję
W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczone w Państwa urządzeniu końcowym. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów w naszej Polityce Prywatności

Zamknij X

Naukowy styl życia

Nauka i biznes

Strona główna Informacje
Dodatkowy u góry

Banki na kwantowym podsłuchu

Kwantowe systemy kryptograficzne - stosowane głównie przez rządy i banki - nie są tak bezpieczne jak dotychczas sądzono. W polsko-czeskich badaniach udowodniono, że nie trzeba łamać praw fizyki, by sklonować przesyłany kwantowo klucz kryptograficzny.

Wyniki badań opublikowano w kwietniu w "Physical Review Letters". W badaniach uczestniczył dr Karol Bartkiewicz z Uniwersytetu Palackiego w Ołomuńcu, prof. Adam Miranowicz z Uniwersytetu Adama Mickiewicza w Poznaniu, a także czescy badacze z jednostek badawczych w Ołomuńcu.

Chociaż do uzyskania sprawnych komputerów kwantowych jest jeszcze daleka droga, mechanikę kwantową wykorzystuje się już od wielu lat w szyfrowaniu. Kwantowe systemy kryptograficzne są stosowane głównie przez rządy i banki do transmisji poufnych danych. Klucz do odszyfrowania informacji przesyłany jest np. w wiązce odpowiednio spolaryzowanych fotonów. Prawa mechaniki kwantowej sprawiają, że nie można "podsłuchać" tak przesłanej informacji, nie będąc zauważonym - podsłuchiwanie powoduje wystąpienie w kluczu błędów.

"Dotychczas sądzono, że klucza nie da się podsłuchać, ale przy założeniu, że podczas jego przesyłania nie pojawiły się żadne błędy" - mówi kierownik badań, dr Karol Bartkiewicz. Wyjaśnia jednak, że założenie jest nierealistyczne - podczas kwantowego przesyłania danych zawsze pojawiają się jakieś zaburzenia, które mają związek np. z niedoskonałością światłowodów, którymi przesyłana jest informacja. Strony zazwyczaj akceptują pewien poziom błędów, które w tej komunikacji występują.

Tymczasem jak się okazuje, hakerzy mogą sklonować klucz szyfrujący i "schować" swoją aktywność w szumie - efekty klonowania klucza mogą być łatwe do pomylenia ze zwykłymi zakłóceniami, które zawsze pojawiają się podczas transmisji klucza.

Prace kierowane przez dr. Bartkiewicza pokazały, że bezpieczeństwo klucza jest zagrożone, kiedy poziom błędów przekroczy 18,5 proc. Jeśli więc okaże się, że w procesie ustalania klucza 1/5 informacji to szum, nie powinniśmy uznać klucza za bezpieczny - przy takim poziomie szumów strony powinny wziąć pod uwagę, że mogą być na podsłuchu. Tymczasem dotychczas taki poziom szumu mógł być jeszcze akceptowany.

"Do tej pory takie analizy bezpieczeństwa były przeprowadzane teoretycznie. My pokazaliśmy, że można zbudować fizyczny układ, który zbliża się do teoretycznej granicy bezpieczeństwa" - wyjaśnia badacz.

Na czym w uproszczeniu polega kryptografia kwantowa? Podczas procesu ustalania klucza kryptograficznego, jedna strona - Alicja - losuje klucz i wysyła ciąg fotonów o konkretnym stanie polaryzacji do drugiej osoby - Boba. Bob mierzy stan polaryzacji tych fotonów. Przypisuje tym stanom wartości 0 lub 1. Jawnie informuje Alicję, jak ustawił detektory, a Alicja wyjaśnia, gdzie się pomylił. W ten sposób kwantowo ustalany jest klucz binarny. Dzięki temu kluczowi można potem zaszyfrować tajną wiadomość i tak zakodowaną umieścić nawet w ogólnodostępnym miejscu. Bez klucza odszyfrowanie wiadomości jest praktycznie niemożliwe. Zgodnie z prawami fizyki nie można "podsłuchać" transmisji kwantowego klucza fotonów, nie wprowadzając do niego żadnych zmian.

W swojej pracy zespół dr. Bartkiewicza pokazał, że podsłuchiwacz - Ewa - może wykorzystać dodatkowy foton, o dokładnie poznanej polaryzacji. Ewa swoim fotonem może odbić foton będący bitem klucza. Chociaż foton z klucza podróżuje dalej od Alicji do Boba, to foton Ewy zostanie zmieniony podczas tego oddziaływania i Ewa może rozpoznać dane.

Zespół wykazał, że ślady pozostawiane przez podsłuchiwacza mogą być bardziej dyskretne niż dotąd sądzono. Jednak przy optymalnym klonowaniu klucza w ciągu bitów klucza powstawać musi co najmniej 18,5 proc. błędów. "Jeśli w kluczu mamy wyższy poziom błędów, powinniśmy zrezygnować z szyfrowania takim kluczem poufnej wiadomości" - uważa dr Bartkiewicz.

Źródło: http://www.naukawpolsce.pap.pl

Tagi: laboratoria, laboratorium, lab, kwantowe systemy kryptograficzne, biotechnologia
Drukuj PDF
wstecz Podziel się ze znajomymi

Recenzje




Innowacyjna aplikacja BlinkMouse
23-02-2017

Innowacyjna aplikacja BlinkMouse

Dr inż. Joanna Marnik z Katedry Informatyki i Automatyki Wydziału Elektrotechniki i Informatyki stworzyła aplikację BlinkMouse zastępującą mysz komputerową.

Nowe technologie dla dziewczyn
23-02-2017

Nowe technologie dla dziewczyn

Od 8 marca 2016 r. do 30 czerwca 2017 r. trwa nabór wniosków w ramach programu mentoringowo-stypendialnego Nowe technologie dla dziewczyn.

Odkryto nowy ponadprzeciętny nanomateriał?
23-02-2017

Odkryto nowy ponadprzeciętny nanomateriał?

Wszyscy kochamy grafen, który jest również twardszy od diamentu i odznacza się większą wytrzymałością niż stal, jednak nie jest to jedyny istniejący ponadprzeciętny nanomateriał.

Terapia genowa przywraca słuch
23-02-2017

Terapia genowa przywraca słuch

Latem 2015 roku, zespół naukowców opisał przypadek przywrócenia podstawowego słuchu u genetycznie głuchych myszy w wyniku zastosowania terapii genowej.

znajdz nas na fcb
Informacje dnia: Turniej robotów na Politechnice Warszawskiej Konkurs na projekty w obszarze fotoniki - III edycja Innowacyjna aplikacja BlinkMouse Konkurs na najlepszą książkę akademicką i naukową Mikroalgi z PW rewolucją w przemyśle? Nowe technologie dla dziewczyn Turniej robotów na Politechnice Warszawskiej Konkurs na projekty w obszarze fotoniki - III edycja Innowacyjna aplikacja BlinkMouse Konkurs na najlepszą książkę akademicką i naukową Mikroalgi z PW rewolucją w przemyśle? Nowe technologie dla dziewczyn Turniej robotów na Politechnice Warszawskiej Konkurs na projekty w obszarze fotoniki - III edycja Innowacyjna aplikacja BlinkMouse Konkurs na najlepszą książkę akademicką i naukową Mikroalgi z PW rewolucją w przemyśle? Nowe technologie dla dziewczyn

Partnerzy

GoldenLine Fundacja Kobiety Nauki Obywatele Nauki NeuroSkoki Biomantis Uni Gdansk MULTITRAIN I MULTITRAIN II Nauki przyrodnicze KOŁO INZYNIERÓW PB ICHF PAN FUNDACJA JWP NEURONAUKA BIOOPEN 2016 Mlodym Okiem Nanotechnologia Lodz Genomica SYMBIOZA 2017 Nauka w Polsce CITTRU - Centrum Innowacji, Transferu Technologii i Rozwoju Uniwersytetu Akademia PAN Chemia i Biznes Farmacom Świat Chemii Forum Akademickie Biotechnologia     Geodezja „Pomiędzy naukami – zjazd fizyków i chemików” WIMC WARSZAWA 2016 Konferencja Biomedyczna Projektor Jagielloński Instytut Lotnictwa EuroLab