В Китае развернута крупнейшая в мире сеть квантового шифрования.

Новости МирТесен

Квантовое распределение ключей на дистанции, превышающей 4600 километров, обеспечивается с помощью более чем 700 оптических кабелей и двух станций спутниковой связи, обслуживающих более 150 организаций. В числе пользователей сети – ключевые предприятия муниципальных электросетей, государственные и частные банки, а также порталы электронного правительства.

Китайские исследователи детально описали свою разработку в научной публикации, опубликована в рецензируемом журнале Nature. Построение этой сети было осуществлено специалистами Хэфейской национальной лаборатории по изучению современной физики и явлений сверхмалого масштаба, а также Центра превосходства в квантовой физике и информатике Китайской академии наук. Оба этих учреждения являются частью Научно-технического университета Китая.

Ученым из Китая удалось разработать уникальную и масштабную сеть, использующую квантовое шифрование. Целью их работы было продемонстрировать потенциал квантового распределения ключей ( QKD) для применения в реальных масштабных проектах. По имеющимся сведениям, им это удалось реализовать. Более полутора сотен заказчиков были успешно связаны на удалённом расстоянии, превышающем 4600 километров, при этом 2000 соединений осуществлены посредством наземных оптических линий связи, а остальные – через спутниковые каналы передачи данных.

В представленной статье отсутствуют сведения об интенсивности использования созданной сети. Описаны лишь отчёты о функционировании отдельных её компонентов и подтверждён факт установления соединения между всеми узлами. В частности, при распределении ключей с использованием спутниковой системы удалось достичь средней скорости генерации данных приблизительно в 48 килобит в секунду, что на 40% превосходит предыдущие достижения. Также исследователи указывают на то, что использование космического аппарата, находящегося на низкой орбите (500 километров), не является обязательным условием.

Согласно предоставленным данным, количество возникающих ошибок и средняя скорость генерации ключей будут примерно одинаковыми при организации квантовой линии связи через геостационарный спутник. Данная методика позволит осуществлять обмен зашифрованными данными без зависимости от расписания пролета космического аппарата над наземными станциями. Заслуживает внимания, что специалисты из КНР использовали протокол QKD — BB84. Он обеспечивает конфиденциальность ключа в пределах 50 километров, однако китайские исследователи разработали несколько методов для увеличения этого диапазона в десять раз.

В теории абсолютная неуязвимость присуща квантовому шифрованию. Тем не менее, на практике существуют способы перехвата сгенерированных ключей, обусловленные ограничениями современной техники. В дальнейшем эти уязвимости могут быть устранены, и даже в настоящее время взлом сети, использующей квантовое шифрование, представляет собой сложную задачу, требующую безупречного проникновения в оптоволоконную линию связи. Подобные инфраструктуры, как, например, созданная китайскими разработчиками, применяются исключительно для генерации ключей; зашифрованные данные могут быть переданы по стандартным магистральным сетям без опасений.

В различных методах QKDДля формирования секретного ключа используются квантовые состояния элементарных частиц, чаще всего — фотонов, при этом измеряется их поляризация. Алгоритмы квантового распределения ключей разработаны таким образом, что количество возникающих ошибок в процессе передачи данных позволяет определить факт перехвата информации третьей стороной. При незначительном количестве ошибок передача сохраняет конфиденциальность, а превышение установленного порога требует повторной генерации ключа.