Все новости

В протоколе квантовой криптографии выявили новую уязвимость

Хакеры могут незаметно считывать данные при имитации затухания сигнала в канале связи

МОСКВА, 31 января. /ТАСС/. Российский математик Дмитрий Кронберг выяснил, что протокол квантовой криптографии, использующий концепцию фазово-временного кодирования, содержит ошибки, позволяющие "квантовым хакерам" незаметно считывать данные при помощи имитации затухания сигнала в канале связи. Описание стратегии взлома опубликовано в журнале "Теоретическая и математическая физика".

"Обоснование стойкости этого протокола было проведено с ошибками. Нами приведена конкретная простая атака, демонстрирующая завышение скорости генерации ключа, это означает, что часть ключа может быть известна перехватчику. Более того, нами было показано, что при ряде параметров атаки можно добиться того, что весь ключ оказывается известен перехватчику, в то время как легитимные пользователи будут уверены, что ключ полностью секретен", - говорится в исследовании.

За последние 20 лет ученые и инженеры разработали множество защищенных линий связи, построенных на базе квантовых технологий. В теории их невозможно взломать или подслушать из-за того, что любая попытка считать данные из защищенной линии связи нарушит квантовое состояние частиц, используемых для передачи информации, и тем самым выдаст "квантового хакера".

Проблема заключается в том, что уже существующие линии квантовой связи не совсем идеально реализуют те принципы, на базе которых они построены. Несколько лет назад российский "квантовый хакер" Вадим Макаров и его коллеги показали на практике, что применяемые в таких системах излучатели и приемники квантового сигнала можно "ослепить" при помощи мощного лазера, что переведет их в неквантовый режим работы и сделает информацию уязвимой для незаметного считывания.

Взлом квантовой сети

Еще один известный российский специалист в этой области, Дмитрий Кронберг, старший научный сотрудник Математического института РАН в Москве, выяснил, что линии связи, работающие на базе протокола квантовой криптографии с фазово-временным кодированием, можно взломать при помощи приемов, имитирующих естественное затухание сигнала.

Как отмечает исследователь, этот подход для организации квантовой связи использует в своей работе три временных "окна", которые определяют, как получатель защищенного сигнала должен считывать одиночные фотоны при их поступлении от другого абонента в квантовой сети. Появление определенного типа ошибок в процессе считывания состояний этих частиц в теории должно указывать на то, что сигнал кто-то пытается "подслушать".

Кронберг обнаружил, что подход содержит ошибки, позволяющие считывать информацию при помощи атак, которые блокируют около четверти фотонов и тем самым имитируют естественное затухание сигнала в канале, по которому передаются эти частицы. При некоторых обстоятельствах, как отмечает математик, такая атака позволяет "квантовому хакеру" незаметно считать весь передаваемый ключ незаметно для легитимных абонентов квантовой сети.

Таким образом, как показывают расчеты Кронберга, можно атаковать даже очень короткие линии связи, не подверженные сильному затуханию сигнала. Как надеется математик, результаты его исследования помогут модифицировать данный протокол таким образом, что его новые версии будут более защищены от взлома, чем уже применяемые вариации.