Kvanttiturvallinen viestintä ilman avainten jakelua

Tähän asti kvanttitekniikka on lähinnä uhannut viestisalaisuutta mutta nyt se mahdollistaa kvanttiavainten jakeluakin tehokkaamman suojausmenetelmän.

Yhdysvaltain avaruustoiminnassa operoiva Space EA Systems -yrityksen uusi salattu verkko voittaa kvanttitekniikan uhkan viestintäturvallisuudelle. Samalla se mahdollistaa satelliitti-arkkitehtuureille ja -viestintäverkoille kyvyn hyödyntää kvanttien voimaa esimerkiksi puolustushallinnon (DoD) ja avaruusalan kaupallisille asiakkaille.

"Satelliittivälitteinen kvanttitason kyberturvallisuus on avaruuskonstellaatioiden ja muiden sotilaallisten voimavarojen turvallisen viestintäinfrastruktuurin ydin," selvittää Space Engineering & Acquisition Systemsin perustaja Rico Jones.

”Voimme nyt suojata minkä tahansa verkkolaitteen tietoliikenneyhteydet hakkerointia vastaan, mukaan lukien kvanttitietokoneiden hyökkäykset. Monin osin patentoitu Technology Suite tarjoaa post-kvanttisen salausalgoritmin, joka voittaa kryptoanalyysin, tilastollisen analyysin, matemaattisen analyysin, tekoälyn ja kvanttilaskennan hyökkäykset. Tämä ratkaisu on läpäissyt onnistuneesti hallinnollisen, akateemisen ja sotilaallisen testauksen, todistetun käyttöönoton ja on nyt kaupallisesti saatavilla.”

Jones kertoo tarkemmin turvallisesta ja tehokkaasta prosessista: ”Avaimet luodaan, käytetään ja tuhotaan salauksen yhteydessä ja sitten pyynnöstä luodaan uudelleen, käytetään ja tuhotaan salauksen purkamisen yhteydessä. Siten järjestelmässä ei ole avainten siirtoa eikä avainten säilytystä eikä etäisyysrajoituksia, joita kilpailevat hypoteesit yrittävät ylittää.”

Space EA:n Technology Suite sisältää patentoidun Network Access Control (NAC) hallinnan, joka ottaa käyttöön suojatun jäljittämättömissä olevan yksityisen verkon, joka naamioi asiakkaat Internetissä. Ratkaisun ”1 sekunnin toistumaton prosessimuutos” -tekniikka ei mahdollista datan kaappaamista.

Se ei vastaa porttianturiin, jättää huomiotta DDoS-hyökkäyksen, väärennettyjen IP:en yritykset sekä todentamattomat ja hyväksymättömät verkkoviestit. NAC on menestynyt laajalti julkisia ja kaupallisia testejä vastaan eikä ole koskaan alistunut hyökkäyksessä sitä vastaan.

Nyt myös Kanadan avaruushallinto on aloittanut kvanttisalatun satelliittiverkon suunnittelu- ja toteutusvaiheen. Samoin Eurooppa kehittää laajempaa European Quantum Communication Infrastructure (EuroQCI) aloitetta.

Nykyisiäkin järjestelmiä kehitetään

QuTechin (TU Delftin ja TNO:n yhteistyö) insinöörit voivat tarjota hakkeroimatonta, kustannustehokasta viestintää monille käyttäjille käyttämällä mittauslaitteista riippumatonta (MDI) kvanttiavainten jakelua.

Nykyisiä kaupallisesti saatavilla olevia QKD -järjestelmiä on vaikea skaalata verkkoon. Tässä uudessa ratkaisussa turvaudutaan vielä kvanttiavainten jakeluun (QKD) mutta tutkijat ovat nyt kehittäneet siitä mittauslaitteesta riippumattoman (MDI) järjestelmän, jossa useita käyttäjiä voidaan yhdistää keskussolmun kautta, joka toimii kuten tyypillinen teleliikenteen operaattori.

Tutkijoiden mukaan tässä on tärkeää, että keskussolmuun ei tarvitse luottaa. Koko järjestelmä on suunniteltu siten, että hyökkäykset keskussolmua vastaan eivät voi rikkoa protokollan turvallisuutta. "Merkittävä saavutus, jonka esittelemme tässä ensimmäistä kertaa, on se, että kvanttisignaalimme lähetetään saman kuidun kautta kuin perinteinen Internet -liikenne", toteaa tutkijaryhmän vetäjä Joshua Slater.

Lisäksi nykyistäkin tietoturvaa voidaan kehittää kvanttitekniikalla toteutetulla satunnaislukujen laskennalla. Yritystasolla muun muassa Alibaba on tutkinut quantum random number generator:in (ORNG) käyttöä. Myös Samsungin uudessa Galaxy Quantum 2 älypuhelinsarjassa käytetään tarkoitukseen soveltuvaa QRNG -sirua.

Aiheesta aiemmin

Fyysikot kehittävät kvanttimodeemia

Kvanttiläpimurto turvallisemmalle tietoliikenteelle

Kvanttisalausta tarvitaan jo nyt