В России успешно протестировано квантовое шифрование на волоконно-оптической линии связи (ВОЛС) с рекордным расстоянием.

В проекте приняли участие «Ростелеком» и «Таттелеком», а также Казанский квантовый центр Казанского национального исследовательского технического университета имени А. Н. Туполева — КАИ (ККЦ КНИТУ-КАИ).

Специалисты говорят, что обеспечение передачи квантовых ключей на большие расстояния в волоконно-оптических линиях — это очень сложная техническая задача. Её реализация позволит формировать сверхзащищённые каналы передачи информации. Для обмена ключами шифрования используются одиночные фотоны, состояния которых безвозвратно меняются при любых попытках перехвата. А поэтому незаметно похитить данные в таких сетях попросту невозможно.

В ходе проведённого эксперимента тестовая ВОЛС соединила лабораторию Практической квантовой криптографии ККЦ КНИТУ-КАИ с узлом связи «Ростелекома» в Апастово. Расстояние составило 143 километра — это, как утверждается, мировой рекорд для действующих коммерческих сетей связи.

Тестовый комплекс включал систему квантового распределения ключей на боковых частотах, криптомаршрутизатор и высокоэффективный детектор одиночных фотонов производства российской компании «СКОНТЕЛ». В качестве исходной системы квантовой рассылки ключа использовалась разработка Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики (Университет ИТМО).

При тестировании работы криптомаршрутизатора были организованы сеансы видеоконференции между двумя узлами связи. Среднее значение скорости генерации квантовых ключей в канале позволяло менять 256-битный ключ шифрования до двух раз в минуту. 

Компания IBM далеко продвинулась в разработке квантовых вычислителей, поэтому она лучше других понимает опасность выхода на сцену принципиально новых платформ. Коммерческие или государственные квантовые вычислители не оставят камня на камне от современных методов шифрования данных. По подсчётам IBM, это может произойти через 10–30 лет.

Нижняя граница так близка, что любая расшифрованная враждебными силами тайна рискует оказаться губительной для защищающейся стороны. Согласно этой логике, традиционные носители информации уже сегодня нужно защищать от потенциальных угроз со стороны квантовых систем. Завтра будет поздно.

Ленточный накопитель IBM TS1160 на фоне квантового вычислителя компании IBM Q

Для защиты от атак со стороны квантовых систем в прошивку ленточных накопителей IBM TS1160 кроме традиционного кодирования с помощью алгоритма AES-256 будет добавлено кодирование с использованием двух «квантовых» криптографических примитивов Khyber и Dilithium. Алгоритмы Khyber и Dilithium входят в пакет CRYSTALS (Cryptographic Suite for Algebraic Lattices), разработанный IBM и предложенный в качестве стандарта NIST и для использования в проектах с открытым кодом.

Примитив Khyber подразумевает включение в данные безопасного ключа шифрования, а Dilithium ― безопасной цифровой подписи. В обоих случаях идея опирается на фундаментальные механизмы квантовой физики, которые гласят, что зашифрованные квантовым способом данные нельзя перехватить без изменения данных. Иными словами, об утечке всегда будет известно, что позволит изменить ключ в самом начале перехвата.

Как утверждают в IBM, ленточные накопители компании успешно протестированы на противостояние угрозам взлома со стороны квантовых вычислителей и будут введены в эксплуатацию в следующем году. Может показаться странным, что ленты, которые хранятся на полках в архивах, потребовали защиты от атак со стороны квантовых систем. Но IBM перенесла услуги записи на ленты в публичные облака, так что перехват данных с последующим декодированием вполне реален. Новые алгоритмы шифрования на уровне работы с транспортными протоколами накопителей позволят чувствовать себя спокойнее.

«Российские железные дороги» (РЖД), по сообщению газеты «Ведомости», формируют департамент квантовых коммуникаций.

Технология квантовых коммуникаций основана на фундаментальных законах физики. Такие системы обеспечат беспрецедентный уровень безопасности. Незаметно похитить информацию, передающуюся по квантовым каналам, не удастся в принципе.

Дело в том, что в процессе передачи данных по квантовым каналам используются одиночные фотоны, состояния которых безвозвратно меняются, как только кто-то попытается перехватить файлы. Таким образом, попытки вмешательства в процесс передачи информации сразу же выявляются.

Итак, сообщается, что в РЖД создаётся департамент квантовых коммуникаций. Цель проекта — сделать Россию «одним из лидеров на глобальных технологических рынках в области квантовых коммуникаций».

Квантовые технологии позволят РЖД повысить безопасность передачи данных. О сроках внедрения соответствующих решений пока ничего не сообщается. 

Венгрия, Португалия и Польша подписали декларацию о совместной работе с другими членами Европейского союза с целью разработки и развёртывания так называемой квантовой коммуникационной инфраструктуры (QCI).

Технология квантовых коммуникаций основана на фундаментальных законах физики. Для обмена данными используются одиночные фотоны, состояния которых безвозвратно меняются при попытке перехвата. Таким образом, незаметно похитить информацию, передающуюся по квантовым каналам, попросту невозможно.

Одной из целей инициативы QCI как раз и является повышение уровня кибербезопасности. Кроме того, проект позволит европейским странам укрепить позиции на рынке квантовых технологий.

Квантовую коммуникационную инфраструктуру планируется развернуть на территории Европейского союза в течение следующих десяти лет.

Отметим также, что ранее инициативу поддержали Бельгия, Германия, Италия, Люксембург, Мальта, Нидерланды и Испания.