Quantum skridt fremad for at beskytte kommunikation mod hackere

Forskere ved University of York har vist, at en ny kvantebaseret procedure til distribution af sikker information langs kommunikationslinjer kan være en succes for at forhindre alvorlige sikkerhedsbrud.

Sikring af meget følsomme oplysninger, såsom hospitalsjournaler og bankoplysninger, er en stor udfordring for virksomheder og organisationer over hele verden.

Standardkommunikationssystemer er sårbare over for hacks, hvor krypterede oplysninger kan opsnappes og kopieres. Det er i øjeblikket muligt for hackere at lave en kopi af overførte oplysninger, men det ville ikke være muligt at læse det uden en metode til at bryde krypteringen, der beskytter den.

Det betyder, at oplysninger kan være sikre i en periode, men der er ingen garanti for, at det ville være sikkert for evigt, som supercomputere under udvikling potentielt kan dechiffrere bestemte krypteringer i fremtiden.

Forskere i York undersøgte en prototype, baseret på kvantemekanikkens principper, der har potentiale til at skride over sårbarhederne ved den aktuelle kommunikation, men tillader også, at oplysninger er sikre i fremtiden.

Kraftfuldt angreb

Dr. Cosmo Lupo, fra University of Yorks Institut for Datalogi, sagde:"Kvantemekanik er nået langt, men vi står stadig over for betydelige problemer, der skal overvindes med yderligere eksperimenter.

"Et sådant problem er, at en hacker kan angribe de elektroniske enheder, der bruges til informationstransmission, ved at blokere detektorer, der bruges til at indsamle og måle de fotoner, der bærer information.

"Et sådant angreb er stærkt, fordi vi antager, at en given enhed fungerer i henhold til dens tekniske specifikationer og derfor vil udføre sit job. Hvis en hacker er i stand til at angribe en detektor og ændre den måde, den fungerer på, så er sikkerheden uundgåeligt kompromitteret. "

"Kvantemekanikkens principper, imidlertid, giver mulighed for kommunikationssikkerhed, selv uden at tage antagelser om, hvordan de elektroniske enheder vil fungere. Ved at fjerne disse forudsætninger betaler vi prisen for at sænke kommunikationshastigheden, men gevinst i at forbedre sikkerhedsstandarden. "

To signaler

I stedet for at stole på muligvis kompromitterede elektroniske komponenter på det tidspunkt, hvor oplysninger skal registreres og læses, forskerne fandt ud af, at hvis de upålidelige detektorer eksisterede på et separat tidspunkt i kommunikationen - et sted mellem afsender og modtager - var kommunikationen langt mere sikker.

Detektoren modtager en kombination af to signaler, en fra afsenderen og en fra modtageren. Detektoren ville kun være i stand til at aflæse resultatet af dette kombinerede signal, men ikke dens bestanddele.

Dr. Lupo sagde:"I vores arbejde, ikke kun har vi leveret et første strenge matematiske bevis på, at dette 'detektoruafhængige' design fungerer, men vi har også overvejet en ordning, der er kompatibel med eksisterende optiske fiberkommunikationsnetværk.

"I princippet kan vores forslag muliggøre udveksling af ubrydelige koder på tværs af internettet uden større ændringer i den faktiske infrastruktur.

"Vi er stadig på prototypestadiet, men ved at finde måder at reducere omkostningerne ved disse systemer, vi er så meget tættere på at gøre kvantekommunikation til virkelighed. "

Forskningen er offentliggjort i tidsskriftet Fysisk gennemgangsbreve .