Professor Hoi-Kwong Lo juhendamisel arendas Toronto Ülikooli teadusrühm uue kvantkrüptograafilise sidemeetodi, mis seab raskuste ette ka kõige osavamad kräkkijad. Teadustöö avaldati hiljuti teadusajakirjas Physical Review Letters.
Kvantkrüptograafia on ideaallähenduses muukimiskindel süsteem. Kvantkrüpteeritud andmesidet on võimatu häirevabalt pealt kuulata, sest iga kuulamine põhjustab signaalis fluktuatsioone, mida sidepidajad tuvastada saavad. Krüptograafiateaduses nimetatakse suhtlevaid osapooli Alice ja Bob, potentsiaalset ründajat aga Eevaks. Sõnumite kodeerimiseks vajalik kvant-krüpteerimisvõti kommunikeeritakse valgussignaalide abil ning tuvastatakse footondetektoritega. Eeva eesmärgiks on andmeside hõivata ja seda pealt kuulata.
“Valgusdetektorid on kvant-krüptovõtme edastamisel (Quantun Key Distribution (QKD)) olnud süsteemi turvalisuse Achilleuse kannaks, olles seni lubanud vaevuhoomatavaid kõrvalkanalite rünnakuid, mida tuntakse ka kvantkräkkimise nime all,” kirjutas kvantkrüptograafia üks leiutajatest, IBM teadustöötaja dr. Charles Bennett.
Kvantkräkkimisel mõjutatakse footondetektoreid nii, et näiteks Bobile edastatakse vaid selliseid sõnumeid, mida Eeva soovib. Vastavad kräkkimisvõtted on varemalt professor Lo ja Norra Tehnikaülikooli teadlase dr. Vadim Makarovi indivudaaltööna ka teadusliku kinnituse saanud.
Nüüd on professor Lo koos töörühmaga arendanud kvantkrüptovõtme kräkkimismeetodile lihtsa vastumeetodi, mida nimetatakse Measurement Device Independent QKD (MDI-QKD), ehk kvant-krüptovõtme edastamisest sõltumatu mõõtmisseade. Eeva võib nüüdki footonidetektoreid rünnata ja oma parasiitsingaale edastada, ent Alice ja Bob ei pea enam laekunud andmeid usaldama. Selle asemel võivad Alice ja Bob lihtsa algoritmi abil Eeva ausust mõõta, kõrvutades enda turvaanded ründaja andmetega. Kräkkimisvastase tehnika üdiks on väikeste muutuste detekteerimine, mis ilmnevad kolmanda osapoole sekkumisel krüptosuhtlusse.
MDI-QKD meetodis suhtlevad Alice ja Bob usaldamatu repiiteri Charlie vahendusel, kes võib potentsiaalselt olla Eeva kontrolli all. Charlie sooritab saadud signaalidel paralleelseid mõõtmisi. Need mõõtmised aga võimaldavad repiiterist läbi käivaid eri singaale omavahel võrrelda.
„Üllatavaks omaduseks on, et Charlie detektor võib olla juhuslikult vigadega ilma, et side turvalisus seejuures häiritud oleks,“ ütleb professor Lo. „Selleks peavad aga Alice-i ja Bobi-i suhtlust ette valmistavad protsessid olema korrektselt läbi viidud. Vaid sellisel juhul on võimalik tuvastada Charlie või Eeva usaldusväärsus. Tuleb võrrelda Charlie andmeid lähtestatud referentsandmetega.“
Meetodit kinnitavad katsed on sooritatud. Professor Lo meeskond tegeleb nüüd MDI-QKD prototüüpseadme ehitamisega, mis loodetakse valmis saada järgneva viie aasta jooksul.
Uue meetodi implementeerimise tulemusena on kvantkrüptograafia põhilisim Achilleuse kand kõrvaldatud, ent sajaprotsendilist kindlust kräkkimise vastu see siiski ei anna – kunagi ei või teada.
Allikas: PhysOrg