دسته‌بندی نشده

آیا رمز گذاری کوانتمی می تواند ایمن باشد؟

 

رمزگذاري كوانتمي تا چه حد ايمن است؟سيستم­هاي ارتباطي كوانتمي نويدبخش كدگذاري­هاي مجازي­اي هستند كه امكان شكستن­شان وجود ندارد.

به گزارش شبکه خبری دولت الکترونیک, بر خلاف كدگذاري­ كلاسيك كه امروزه براي ارسال ايمن داده­ها از طريق شبكه مورد استفاده قرار مي­گيرد و امنيت آن به ميزان دشواري حل مسائل رياضي (مانند فاكتورگيري اعداد بزرگ) بستگي دارد، در اغلب طرح­هاي كدگذاري كوانتمي كليد كدگذاري از داده جدا نگه­داشته­مي­شود. اين رويكرد موجب اطمينان از اين امر مي­شود كه هكرهايي كه تنها به داده­ها دسترسي دارند نتوانند كليدها را بگشايند. اما محققان اخيراً ثابت كرده­اند كه حتي كدكذاري كوانتمي هم شايد در برابر هك آسيب­پذير باشند.

در سخنراني­اي كه در ماه جاري در كنفرانس مربوط به ليزر و الكترو-اُپتيك (CLEO:2013) در سن­خوزه كاليفرنيا برپا شد، رناتو رنر كه از متخصصان مؤسسۀ فيزيك نظري زوريخ است دربارۀ فعاليت­هاي خود و گروهش براي يافتنِ راه­هاي تازۀ محاسبۀ احتمال خطاي انواع خاصي از طرح­هاي كدگذاري كوانتمي توضيح داد. اعداد به كاربران اين امكان را مي­دهند كه احتمال خوانده­شدن پيام­هاي خصوصي را توسط رقباي خود برآورد كنند- اطلاعاتي كه براي تضمين امنيت كلي ارتباطات كوانتمي حياتي است.

توزيع كليد كوانتمي (QKD) نوعي كدگذاري كوانتمي است كه در آن گذرواژه­اي محرمانه بين دو نقطۀ مختلف و دور از هم تقسيم مي­شود (كه معمولاً در آزمايش­ها با نام­هاي باب و آليس شناخته مي­شوند). گذرواژه يا كليد محرمانه در قالب حجم­هاي كوچكي از داده­هاي كوانتمي توزيع مي­شوند تا اگر كسي در حال استراق و تلاش براي خواندن پيام­ها باشد (كه معمولاً ايو خوانده مي­شود)، آليس و باب پس از توزيع بيت­هاي داده از هك شدن پيام­هاي ارسالي خود مطلع ­شوند. اگر كليد توزيع نشود، مي­توان از آن براي كدگذاري پيام­هايي استفاده كرد كه از طريق كانال­هاي ناامن ارسال مي­شوند.

رنر مي­گويد: “امنيت سيستم­هاي توزيع كليد كوانتمي (QKD) هرگز قطعيت كامل ندارد.” او خاطرنشان مي­كند كه امنيت سيستم­هاي QKD بستگي به سه فرض دارد: ميزان محرمانگي اوليۀ گذرواژه، ميزان درستي و كامل بودن نظريۀ كوانتم، و قابليت اطمينان به وسايلي كه در سيستم ارتباط كوانتمي از آن­ها استفاده مي­شود.

رمزگذاري كوانتمي تا چه حد ايمن است؟

تحقيقاتِ اخيرِ ساير گروه­ها نشان داده است كه وسايلي واقعي كه ۱۰۰ در صد قابل اطمينان نيستند مي­توانند باعث تضعيف طرح­هاي ارتباطي كوانتمي شوند و احتمال سوء­استفادۀ هكرهاي متبحر از اين نقاط ضعف بسيار زياد است. براي مثال، ردياب­ فوتوني­اي كه در سيستم­هاي QDK مورد استفاده قرار مي­گيرد هر وقت كه فوتوني را رديابي مي­كند بايد با احتمالي مشخص كليك كند، اما در عمل مي­توان اين وسيله را با پالس نوري قوي كور كرد تا كليك نكند. رنر مي­گويد: “در واقع، رقيب مي­تواند با استفاده از پالس­هاي نوري قدرتمند ردياب را از راه دور كنترل كند.”

از آن­جا كه وجود اين تكنيك­هاي هكِ مبتني بر نورِ روشن نخستين بار در سال ۲۰۱۰ به اثبات رسيد، فيزيكدانان در صددِ يافتنِ راه­هايي بوده­اند كه با استفاده از آن­ها، بدون نياز به فرضيات مربوط به قابليت اطمينان وسايل، امنيت طرح­هاي كدگذاري كوانتمي را محاسبه كنند. اين تلاش در عرصۀ موسوم به “كدگذاري مستقل از وسيله” توجه زيادي برانگيخته است.

به گفتۀ رنر، “در كدگذاري مستقل از وسيله، اثبات امنيت صرفاً مبتني بر روابط مستقيماً مشهودِ مابين فرستنده و گيرنده است، و مهم نيست كه اين روابط چگونه ايجاد شده­اند. براي مثال، حتي اگر ردياب­ها كور شوند، تا وقتي كه روابطي درست ايجاد شده باشد كليد محرمانه را مي­توان از آن­ها به دست آورد.” اين روش با رويكرد سنتيِ محاسبۀ امنيت كدگذاري كوانتمي فرق دارد. در رويكرد سنتي مذكور، محاسبات تنها زماني معتبرند كه وسايل دقيقاً بنا بر مشخصات نظري عمل كنند و اين امر نيز تقريباً غيرممكن است.

رنر و سايرين در حال كار بر روي محاسبات نظريه­بنيادي هستند كه بناي امنيت مستقل وسيلۀ كار را در سيستم­هاي QKD‌ خاص ايجاد مي­كنند. رنر مي­گويد: “اكنون با استفاده از تكنيك­هاي مدرن مي­توان امنيت را بر اساس ‘احتمال خطا’ كمّي­سازي كرد. به ويژه، امكان آن وجود دارد كه مثلاً بگوييم احتمال هك شدن فلان سيستم QKD حداكثر ۱۰ تا ۲۰ است.” و اين رقم بسيار كوچك است.

رنر خاطرنشان مي­كند كه ايجاد توانايي محاسبۀ دقيق بزرگي احتمال خطا در سيستم كدگذاري بسيار مهم است، حال چه اين ميزان كم باشد چه زياد. رنر مي­گويد: “با هواپيما مقايسه­اش كنيد. به محض اين كه دريابيم ۱۰۰ درصد ايمن نيست، مي­خواهيم مطمئن شويم كه احتمال خطا آن­قدر كم هست كه ما خطر را بپذيريم. اگر سيستمي داشته باشيم كه احتمال خطا در آن وجود دارد اما از چگونگي بروز خطا اطلاعي نداشته باشيم، آن­گاه شايد نخواهيم از آن استفاده كنيم.”

 

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

دکمه بازگشت به بالا