Квантовый закон бьет по мошенникам

Область квантовой механики имеет огромный потенциал для реализации технологий, обеспечивающих  более высокие уровни безопасности, чем традиционные системы.

Наноключ для кредитной карты

На днях исследователи из нидерландского Университета Твенте представили новую систему безопасности для кредитных карт и цифровых паспортов - QSA (quantum-secure authentication - безопасная квантовая аутентификация). Основой технологии является нанесенная на карту или паспорт полоска специальных нанчастиц - своеобразный невзламываемый квантовый ключ.

Как показывает практика, кредитные карты, информация на которых закодирована при помощи магнитной полосы или помещена в память встроенного чипа, не сложно подделать. Квантовая же система QSA действительно неуязвима.

Свет лазера, фотоны которого обладают квантовыми свойствами, освещает наночастицы, находящиеся в нанесенной на карту полосе. Благодаря комбинации сложных квантовых процессов, создается уникальный образ отраженного света, в пределах которого одни и те же фотоны могут существовать сразу в нескольких местах одновременно. Этот образ и является уникальным идентификатором, который невозможно ни скопировать, ни увидеть без специализированного оборудования.
Ученые говорят, что QSA можно внедрить уже сейчас - для этого есть все необходимые технологии. Когда квантовая система защиты будет реализована, потеря паспорта или кредитной карты не будет иметь для владельца таких фатальных последствий, как сейчас.

Крепкая подпись

Квантовая механика позволяет создавать новые коммуникационные технологии с таким уровнем безопасности, который не могут обеспечить традиционные оптические и электрические системы.

Недавно ученые из британского университета Хериот-Уотта в Эдинбурге создали технологию квантовой цифровой подписи QDS (quantum digital signatures). Она позволяет послать одно и то же сообщение множеству получателей с полной гарантией того, что информацию никто не сможет  перехватить или подменить. Разработчики поясняют, что технология QDS обеспечивает ранее недостижимый уровень безопасности при выполнении операций, в которых используются классические цифровые подписи. В частности, это банковская, почтовая системы и т.п.

QDS - технология, безусловно, перспективная, но британцы столкнулись с проблемой ее реализации. Для внедрения системы требуются большие объемы квантовой памяти, способной к хранению в течение длительного времени значений миллионов кубитов. А имеющиеся на сегодня квантовые системы не могут "держать" информацию дольше нескольких минут.

Выход нашла группа ученых из Хорватии и Греции, которая воплотила QDS без использования промежуточной квантовой памяти. Таким образом, новую коммуникационную систему можно реализовать уже сейчас. Специалисты создали экспериментальную систему, которая полностью подтверждает работоспособность технологии. Одновременно инженеры и физики работают над усовершенствованием  QDS, чтобы сделать ее еще более эффективной и простой.

Одноразовая память

Законы квантовой физики могут обеспечить и неуязвимость компьютерных систем и баз данных - настолько, что их не сможет взломать даже самый опытный киберпреступник. Специалисты американского Национального института стандартов и технологий (National Institute of Standards and Technology, NIST) на основе принципов квантовой механики создали особый вид компьютерной памяти, данные из которой можно прочесть физически лишь один раз. Сфера использования одноразовой памяти (one-shot memory) - неограничена. Это и переводы крупных сумм денег при помощи систем электронных переводов, передача конфиденциальной информации и т.п.

Когда у преступника есть обычный физический носитель информации, он может легко взломать любые коды и шифры. К тому же, стертую  информацию легко восстановить, даже после многократной перезаписи ячеек памяти. Поэтому для надежной защиты данных требуются  носители, не допускающие многократного считывания данных, что и обеспечивает one-shot memory. В квантовую память такого типа можно поместить одновременно два вида информации, например, коды доступа к банковскому счету отправителя и коды доступа к счету получателя. И если одноразовый носитель информации попадает в чужие руки, преступник все равно не может использовать значения обоих ключей. 

По словам разработчиков, хотя квантовые устройства являются пока довольно дорогими и сложными, с учетом высочайшего уровня безопасности, который они могут обеспечить, их целесообразно применять уже с 2015 года.