Наука

Квантовое 4D-шифрование: защита шифрованных данных с помощью света

Hans-Martin Durst Autor, Hemd & Hoodie

При квантовом 4D-шифровании данные кодируются с помощью фотонов и доставляются получателю сразу после отправки, благодаря чему киберпреступники не могут получить к ним доступ.

Производительность компьютеров постоянно повышается, поэтому используемые в настоящее время алгоритмы шифрования скоро перестанут обеспечивать надежную защиту от киберпреступников. Тем не менее, на сегодняшний день самым безопасным считается шифрование данных с помощью фотонов. Его невозможно взломать, и поэтому оно может стать методом шифрования будущего.

Недавно исследователям впервые удалось отправить зашифрованное сообщение размером более одного бита на фотон за пределами лаборатории. Данные были переданы на 300 метров с помощью оборудования, которое было установлено на крышах двух зданий в Оттаве (Канада). Это доказывает, что квантовое 4D-шифрование подходит для использования в повседневной жизни.

При традиционном квантовом 2D-шифровании один фотон может быть зашифрован либо нулем, либо единицей и поэтому может передать лишь один бит информации. При квантовом 4D-шифровании один фотон может передать сразу два бита данных, так как может быть зашифрован как 00, 01, 10 или 11. Это значительно увеличивает скорость передачи данных, ведь для кодирования одной буквы используется целых 8 битов.

При проведении испытаний с помощью квантового 4D-шифрования удалось передать приблизительно в 1,6 раза больше данных на фотон, чем при использовании 2D-шифрования. Это означает, что информация достигает получателя практически сразу после отправки — даже если отправляется на большие расстояния.

Квантовое 4D-шифрование как основа глобальной сети передачи данных

«В перспективе с помощью этого метода шифрования можно устанавливать связь между Землей и спутниками», — рассказывает руководитель эксперимента по передаче данных Эбрахим Карими (Ebrahim Karimi). Вместе со своими коллегами из Оттавского университета он хотел доказать, что квантовое 4D-шифрование нормально работает даже в условиях интерференционных волн мегаполиса.

Несмотря на турбулентность воздуха и электромагнитное излучение, коэффициент ошибок во время эксперимента составил всего 11 %. Безопасная передача данных невозможна только тогда, когда этот показатель превышает 19 %. Кроме того, по сравнению с 2D-шифрованием 4D-шифрование менее чувствительно к интерференционным волнам, что тоже доказывает более высокий уровень безопасности такого шифрования.

Первая проверка пригодности квантового 4D-шифрования для применения на постоянной основе проводилась с помощью оборудования, размещенного на крышах двух зданий.
Первая проверка пригодности квантового 4D-шифрования для применения на постоянной основе проводилась с помощью оборудования, размещенного на крышах двух зданий. Изображение: Оттавский университет

Таким образом, доказана возможность создания всемирной сети передачи данных на базе квантового 4D-шифрования. По этой сети можно отправлять данные в такие места, где с финансовой точки зрения нецелесообразно устанавливать волоконно-оптические кабели.

Поскольку спутники, используемые для передачи данных, находятся на огромной высоте над уровнем моря, исследователи собираются провести эксперименты по передаче данных на более дальние расстояния. Эксперименты планируется провести на трех тестовых станциях на расстоянии 5,6 км друг от друга.

«Наша долгосрочная цель состоит во внедрении квантовой сети с множеством каналов и использованием более четырех измерений во время преодоления турбулентности», — объясняет член команды исследователей Алисия Сит (Alicia Sit).

Основное изображение: момент истины — команда SQO и Оттавского университета — (монтаж)

Поделиться этой статьей

Другие темы

Инновационные технологии Наука

Читать эту статью следующей

Read Full Story