Разработчики «СФБ Лаб» вместе с Центром квантовых технологий МГУ придумали, как защитить квантовые ключи от атаки ослепления фотодетекторов. Про метод рассказали в научном журнале Physical Review Applied, а саму разработку закрепили патентом РФ.
Квантовый ключ — это секретный код, который формируется из фотонов, то есть мельчайших частиц света. Эти частицы регистрируют специальные приборы — детекторы одиночных фотонов, своего рода «ловушки», которые фиксируют каждый приходящий фотон и превращают его в бит ключа.
Этой лазейкой пытались пользоваться мошенники. Злоумышленники воздействуют на детекторы с помощью оптического излучения, что выводит прибор из штатного режима. Детектор перестаёт регистрировать фотоны самостоятельно и переходит в состояние, в котором результатами регистрации управляет уже атакующая сторона. Из-за этого возникали риски, что посторонний человек получит доступ к ключу, и подмену долгое время невозможно заметить.
Авторы исследования предложили новый защитный механизм и сделали чувствительность детектора непредсказуемой. Во время работы она постоянно и случайно меняется. Хакеру, чтобы «ослепить» детектор, нужно точно подобрать силу света. А она меняется у детектора каждую секунду, и угадать её невозможно.
Сбой в таких случаях сигнализирует о тревоге, а система понимает, что в канал пытались влезть. Считая инциденты, она вычисляет, сколько именно битов ключа мог достать злоумышленник, и вычёркивает только эти биты. Весь ключ при этом остаётся на месте и продолжает работать. Способ уже проверили на обычном серийном детекторе.
Разработки МГУ и партнёров в области квантовой криптографии
Ранее Центр квантовых технологий МГУ и компания «СФБ Лаб» представили новый протокол квантового распределения ключей, устойчивый к атакам навязывания квантового состояния и не требующий дополнительной калибровки — в том числе для применения в спутниковых системах связи. Параллельно другие российские научные группы работают над смежными задачами: исследователи из НИТУ МИСИС и ВШЭ разработали алгоритм на основе машинного обучения для прогнозирования ошибок и динамической коррекции при квантовом распределении ключей — это повышает надёжность передачи даже при наличии шумов в оптоволоконных линиях. Практическое применение квантовой криптографии выходит за рамки лабораторий: ещё в начале 2024 года «Первый технический» писал о том, как Россия и Китай впервые обменялись сообщениями по квантовой спутниковой связи и почему спутниковый канал принципиально важен для масштабирования таких сетей.

Комментарии