Квантовая криптография заработала в реальной сети

Совместная разработка ученых Северозападного университета (штат Иллинойс, США) и компании BBN Technologies из штата Массачусетс привела в итоге к созданию первой полноценной сети передачи данных с полным квантовым шифрованием. В новой сети использованы и квантовое шифрование в системе AlphaEta на основе поляризации пучка фотонов и наличия взаимно-коррелированных квантовых состояний, и система квантовой передачи ключа шифрования. Благодаря квантовой криптографии cеть отличается исключительной и, фактически, абсолютной стойкостью к возможности перехвата данных.

Прем Кумар, руководитель проекта и профессор Северозападного университета, считает, что потребность в таких сетях будет неуклонно расти, поскольку потребители всё больше нуждаются в гарантиях безопасной передачи данных.

Cистема шифрования AlphaEta, способная работать с высокоскоростными потоками данных (в том числе и в интернете), была ранее разработана и запатентована Премом Кумаром и его сотрудниками. AlphaEta использует и традиционные алгоритмы шифрования, и физические принципы на основе квантовой механики.

В частности, В 2004 г. была продемонстрирована возможность ее использования с потоком данных на скорости до 250 Mбит/с в обычных оптоволоконных сетях со спектральным разделением сигналов. При этом принимающая и передающая стороны использовали заранее известные им обеим ключи шифрования. В том же 2004 г. BBN Technologies сообщила об успешной передаче квантового ключа между двумя пользователями в высокоскоростной сети с незащищенной коммутацией. Таким образом, два года назад стало ясно, что на основе квантовой криптографии можно создать сеть с высочайшей степенью защищенности.

Новая совместная разработка объединила достижения обеих групп ученых. Теперь при передаче данных квантовая система шифрования AlphaEta использует постоянно обновляемый квантовый ключ шифрования. Для демонстрации был использован фрагмент оптоволоконной сети SONET длиной 9 км между двумя узлами, один из которых находился в Гарвардском университете, а другой - в центральном офисе компании BBN Technologies.

Скорость передачи шифрованных данных составляла 155 Мбит/с, квантовый ключ длиной 1 Кбит обновлялся каждые 1 секунды. В отдельном эксперименте этот фрагмент был использован как кольцо, расстояние передачи данных составило 36 км, при этом смена ключа осуществлялась более 300 раз.