Квантовый интернет - одна из самых ожидаемых технологий XXI века. Он обещает совершенно безопасную связь, которая к тому же подтверждается законами физики. Это должно помочь запустить ряд квантовых технологий, которые сегодня используются массово: квантовые вычисления, метрология и визуализация (это далеко не весь перечень).
Но «в квантовой бочке меда есть ложка дегтя». В то время как эти сети предлагают всевозможные преимущества, используя базовые и второстепенные законы квантовой механики, у данного направления также есть несколько слабых мест. Это поднимает интересный вопрос о том, как злоумышленники будут использовать их для взломов.
Сегодня мы получаем представление о том, что нас ждет, благодаря работе Такахико Сато из Токийского университета Кейо и некоторых его коллег. Эта группа изучила технологию квантовых сетей и выявила несколько уязвимостей, которыми не обладают классические сети. Исследование предполагает, что такие сети должны быть защищены от квантовых атак новыми способами.
- В чем заключается основная проблема?
Во-первых, немного предыстории. Одна из самых любопытных вещей в квантовой механике состоит в том, что она позволяет двум или более объектам разделять одну и ту же функцию, независимо от расстояния между ними. Это свойство оказывается удивительно полезным. Данное явление приводит в действие квантовую криптографию, телепортацию, вычисления и многое другое.
«Запутанность» настолько полезна, что она сама становится ресурсом, как электричество или вода. И главная цель квантового Интернета – распространение и использование этого ресурса в виде запутанных частиц. Тем не менее, такой Интернет является в некоторой степени уязвимым, поскольку его проблематично хранить и осуществлять передачу.
Вот почему квантовые сети так трудно построить. Почти любое внешнее вмешательство разрушает запутанность. Большая часть практической работы, связанной с созданием квантовых сетей, заключается в очистке, хранении и усилении ресурса при его перемещении на большие расстояния. Эксперты утверждают, что при совершенствовании этой технологии можно задействовать механизм, не опасаясь за помехи.
Однако при квантовой атаке другие аспекты производительности сети – целостность и доступность – менее эффективны. Сато указывает на то, что, если хакеры внедряют собственную запутанность в сеть, они могут использовать ее для захвата квантового соединения и квантовых ресурсов или для нарушения связи. Это может снизить или даже разрушить целостность и доступность сети.
- Основные проблемы
Во-первых, природа запутанности, которая распространяется по всей сети, может позволить нарушению распространяться далеко за пределы той части сети, которая подвергается риску.
Во-вторых, квантовая информация не может быть скопирована. Это защищает ее от хакеров. Но это также гарантирует его полную потерю, если информация будет уничтожена, так как никакая копия не может быть сделана отправителем.
В-третьих, квантовые сети будут так же уязвимы для классических атак, как и обычные сети. Это потому, что они будут связаны со слоями классической технологии, которые управляют квантовым оборудованием и обеспечивают интерфейс для ввода и вывода данных.
В-четвертых, злоумышленники могут научиться использовать квантовую и классическую механику в одних и тех же взломах.
- Решение
Существует потенциальное решение, которое заключается в том, чтобы закодировать информацию в запутанных частицах и сохранить одну половину. Если что-то случится, отправитель может обеспечить целостность всех данных.
По мнению редакции портала новостей «Центропресс», это интересная работа, которая оценивает потенциальную угрозу будущим квантовым сетям. Следующим этапом будет разработка стратегий смягчения последствий, которые минимизируют потенциальные сбои от квантовых атак.
