Взлом квантовой криптографии: новая методика

Исследовательская группа под руководством Вадима Макарова из норвежского научно-технологического института в г. Трондхейм показала возможность взлома квантовых криптографических систем, использующих популярные детекторы SPCM-AQR на базе лавинных фотодиодов производства компании Perkin Elmer.

Для этого «третьей стороне», желающей приобщиться к передаваемой информации, но при этом сохранить свое инкогнито, необходимо воздействовать на детектор мощными световыми импульсами.

Проведенный норвежскими и российскими учеными анализ показал, что детектор SPCM-AQR характеризуется как минимум четырьмя вариантами аномального поведения в том случае, если на его вход подается световое излучение с пиковой мощностью 1 – 10 мВт и длиной волны 780 нм. Одна из аномалий, как показали исследования, может быть использована для взлома системы шифрования информации и, следовательно, является фактором уязвимости.

При подаче мощного светового импульса на лавинный фотодиод детектора, работающий в режиме регистрации единичных фотонов, происходящие в электронной схеме детектора процессы приводят к тому, что он перестает реагировать на отдельные фотоны и начинает выдавать выходной сигнал только при регистрации мощного светового импульса.

Этот феномен может быть использован для вскрытия систем криптографической защиты. Третья сторона может, регулируя мощность подаваемых на вход приемника «паразитных» световых импульсов, произвольно управлять его выходными сигналами.

Это дает возможность проведения атаки типа Intercept-Resend, позволяющей перехватить отправленный заново отправителем криптографический ключ целиком и дешифрировать информацию.

При этом факт перехвата сообщения останется загадкой для абонентов криптографических систем защиты данных – кстати, уже интенсивно использующихся рядом банков.

Единственное, что косвенно будет выдавать взломщика – приход на приемный детектор паразитных световых импульсов с частотой повторения около 70 кГц.

Впрочем, подчеркивают авторы исследования, особенности электроники, используемой для регистрации однофотонных импульсов в системах квантовой криптографии, позволяют потенциальным взломщикам разработать для себя и много других, более изощренных и весьма перспективных методик.

Более подробная информация об особенностях и уязвимостях систем квантовой криптографии будет представлена на портале Исследования и разработки – R&D.CNews.