Квантовая магия

Хайп — неотъемлемая часть нашего современного мира. Являются ли системы квантовой криптографии хайпом? Давайте попробуем разобраться вместе, ниже мое мнение.

Эпиграф

Лох — не мамонт. Лох — не вымрет.(с)С.Мавроди

Введение

Для тех кто не в курсе, что такое хайп.

Для тех кто не в курсе, что такое квантовая криптография рекомендую статью с хабра.

Для тех кому лень читать, давайте вкратце остановимся на явлении квантовой криптографии, на хайпе останавливаться не будем.

Принцип квантовой криптографии — прост, мы организуем специфический канал передачи данных, любое дополнительное подключение к которому его необратимо искажает, что является свидетельством взлома канала связи и соответственно компрометации данных.

Вся эта технология основана на физическом эффекте «спутанности фотонов». На практике это означает в общих чертах следующее, мы испускаем фотон определенного качества, это качество можно считать с фотона только один раз, после считывания качество случайным образом изменяет свое значение. Именно эта особенность и была положена в основу метода.

Фотоны таким образом «спутанные», являются самыми обычными фотонами и могут распространяться как самые обычные фотоны, в том числе и по оптоволоконным кабелям самых обычных интернет сетей.

Естественно, что через некоторое время «спутанность» исчезает и качество фотона приобретает случайный характер, для разных сред время этого перехода разное. Для оптоволоконных кабелей в среднем пробег такого фотона составляет ~200 км. Поэтому для организации квантовой связи на большие расстояния (200 и более км), требуются повторительные станции каждые ~100 км.

Теоретически квантовая криптография является практически не взламываемой, в том плане, что мы всегда видим чужеродное вмешательство в передачу данных и буде такое случится, всегда можем оперативно отреагировать. Поэтому, мы можем передавать свои данные по самыми обычным публичным каналам, не опасаясь того, что наши данные кто-либо сможет похитить.

Что же мы имеем на практике?

Рабочие моменты

Начать надо с того, что обычные оптоволоконные каналы не очень подходят для квантовой криптографии. Поэтому, образуется ряд уязвимостей, которые не связаны с самим методом квантовой криптографии, но связаны с неполноценным оборудованием. Не смотря на то, что каналов связи квантовой криптографии в мире пока не много, тем не менее их уже успешно взломали инженеры по безопасности.

Технология взлома до смешного проста. Мы, как злоумышленник считываем фотоны, узнаем по ним все что нужно, а потом посылаем заказчику морзянку из самых обычных фотонов в соответствии с нужным нам алгоритмом. Квантовый приемник их всегда принимает, в соответствии с законами физики, таким образом целостность канала передачи данных не нарушается. Квантовые маркетологи что-то мямлят на счет решения этой проблемы, но лично я не вижу никаких инженерных способов ее решить. Ведь с помощью приемника мы можем только «поймать» или «не поймать» фотон, оценить было ли что-нибудь в канале еще, мы не можем иначе все испортим,- это закон квантовой физики.

Поэтому, квантовая криптография сейчас не применяется в качестве единственного источника защиты данных, а может быть использована лишь как дополнительное средство, если вы целиком полагаетесь на этот способ сохранения конфиденциальности данных, вы сильно рискуете.

В общем, метод квантовой крипторгафии пока достаточно сырой, но тем не менее он является хорошим подспорьем в дополнительной защите целостности канала передачи данных, как уверяют нас квантовые маркетологи. Сейчас идут активные исследования практического применения этого метода. Существуют несколько фирм которые выпускают соответствующее оборудование.

Например в России стоимость такого оборудования составляет около 30 000 000 рублей. Возможно в будущем цена несколько уменьшится, потому, что сами по себе квантовые технологии не особенно дорогие. Однако, если мы присмотримся внимательнее, то заметим огромного змея в этом раю.

Большой позор

Самая подозрительная особенность квантовой криптографии заключается в том, что повторительные станции находятся каждые 100 км. Маркетинговые агенты продающие эти технологии стараются всячески замылить этот факт, типа он совсем не важный.

Однако, мы-то с вами уже кое-что уже прочитали про квантовую криптографию и точно знаем, что воспроизвести фотон с заданным качеством никак нельзя, а любое действие над готовым фотоном вызовет нарушение «спутанности», это же закон природы, если верить нашим прекрасным квантовым маркетологам.

Так что же происходит на станциях повторителях? Неужели нарушение законов природы? Вовсе нет, происходит там совершено простая вещь, сигнал квантово расшифровывается и квантово зашифровывается заново. То есть вы общаетесь не со своим дорогим корреспондентом, а всего лишь с ближайшей станцией-повторителем, - это закон природы. Потому, что спутанные фотоны технически не могут преодолевать большие расстояния.

Таким образом что мы имеем? Никакого единого канала между вами и вашим корреспондентом нет, при этом данные гарантированно теряют конфиденциальность на каждой станции-повторителе, - это следует из всех выкладок наших замечательных физиков, технически это закон природы.

То есть говоря популярно, человек сидящий на станции-повторителе, гарантированно может читать любую зашифрованную квантовую переписку, а вы об этом даже не будете подозревать. При чем это факт, он проистекает из самой природы «спутанности» фотонов, никаких механизмов передать «спутанный» фотон по оптоволокну более чем на 200 км просто не существует в природе, если конечно верить нашим прекрасным физикам.

Ну хорошо скажете вы, ну ладно, но в пределах 100 км, я же могу чувствовать себя защищенно? Извините, нет. Где гарантия, что в ваш квантовый канал не будет встроена обычная станция-повторитель? Такой гарантии нет.

Что бы там «специалисты» не вещали про «невзламываемость» квантовых каналов, очевидно, что на станциях-повторителях эту проблему как-то решают, ибо не существует способов отличить один фотон от другого, вы не можете сказать с кем вы поддерживаете квантовый канал, с нужным вам адресатом или со злоумышленником(станцией-повторителем), потому, что параметры канала каждый раз случайные и это гарантируется законами природы.

Выводы

Что я могу сказать? Я не большой специалист по квантовой криптографии, можно сказать никакой, но даже мне видно из предоставленных квантовыми маркетологами материалов, что вся эта история шита белыми нитками. Я оцениваю вероятность хайпа по квантовой криптографии где-то в 97%. 3% - я оставлю на то, что люди действительно чистосердечно заблуждаются, хотя я лично в это не верю.

Все это «квантовое» оборудование, не более чем свистелки и перделки, за которые у людей мошенническим образом вымогают деньги разного рода ушлые дельцы. Вся эта навороченная квантово-механическая обвязка нужна лишь для того, чтобы «большие дяди» впечатлились и «позолотили ручку». На месте «больших дядь», я бы семь раз подумал, чем доверять самое сокровенное квантовым маркетологам, но кто я такой чтобы раздавать подобные советы.

Работает это фуфло или не работает - не важно, самые обычные системы криптографии вполне надежны на текущее время, таким образом квантово-механическое шифрование каналов совершенно ни к чему, оно ни от чего не защищает и защитить не может, строго по законам физики, ИМХО.

Если вы действительно хотите защитить свой канал от прослушки, берите пример с правительственных каналов. Хотя лучше защиты, чем шифр-блокнот еще никто не придумал пока что.