Квантовое шифрование данных в телефонах

В свете последних событий, связанных со слежкой NSA за Интернетом, многие поневоле начинают задаваться вопросом, куда на самом деле отправляются данные, когда вы достаёте телефон из кармана и вводите в него свои самые сокровенные тайны. Даже при шифрованном соединении третья сторона может получить доступ к данным, если удастся заполучить ключ шифрования. Также существует обеспокоенность тем фактом, что шифрование, каким мы его знаем, не так безопасно, как мы когда-то думали. Лучом надежды, который позволит нам вернуть нашу мобильную конфиденциальность, может стать прорыв в квантовой криптографии.

Традиционно квантовую криптографию было крайне трудно заставить работать, даже в передовых лабораториях по квантовой оптике. Для создания безопасного шифрования квантовой связи две системы должны быть настроены друг относительно друга. Тогда два устройства могут точно модулировать отдельные фотоны для создания квантового ключа шифрования.

Эти ключи не отличаются от обычных ключей шифрования, за исключением того, что (насколько нам известно) невозможно перехватить сообщения, если вы не являетесь их получателем. Почему? Всё дело в одном из основных принципов квантовой механики, известном как принцип наблюдателя. В квантовых масштабах наблюдение за чем-то меняет это что-то. Так что если вы отправите квантовый ключ шифрования, закодированный фотонами, и кто-то попытается перехватить его, они изменят тем самым код так, что это будет замечено. Скомпрометированный бит данных может быть опущен, оставляя остальную часть ключа неповрежденной и полностью закрытой.

Новый прорыв может случиться благодаря команде из университета Бристоля в Англии, где был разработан новый, более надёжный протокол квантового шифрования под названием rfiQKD. В отличие от старого метода, известного как BB84, новый протокол может работать, когда две системы не подстроены идеально друг под друга, и только одна из них должна иметь передовое оборудование квантовой оптики. На самом деле, приёмник достаточно мал, чтобы поместиться в мобильном устройстве.

Команда установила два устройства друг напротив друга, искусственно вводя шум в систему. Как и предсказывалось, BB84 мгновенно выключается и соединение прерывается. Однако, rfiQKD может работать на более высоких уровнях шума, и даже когда вмешательство становится слишком большим, может возобновить работу с того места, где она была прервана. Это означает, что закодированные данные могут быть отправлены с использованием rfiQKD по обычным волоконно-оптическим кабелям и, в конечном счете, через воздушные интерфейсы мобильных устройств.

За счёт устранения необходимости для каждого устройства квантового шифрования базироваться на дорогостоящей лабораторной квантовой оптике, исследователи из университета Бристоля могут подвести квантовую криптографию вплотную в масштабной реализации. Представьте себе вышки сотовой связи и веб-серверы, безопасность данных в которых обеспечивает столь надёжная защита. Тогда, наконец, многие начнут доверять свои наиболее чувствительные данные облачным сервисам.