Nejbezpečnější šifrovaná komunikace: První meziměstský kvantový přenos klíčů v ČR
Technologie

Nejbezpečnější šifrovaná komunikace: První meziměstský kvantový přenos klíčů v ČR

10.05.21

Gabriela Kolářová, 23. 07. 21

Konsorcium e-INFRA CZ realizovalo kvantový přenos klíčů, který má několik prvenství. Jedná se o první národní, ale i mezinárodní meziměstský přenos kvantových klíčů v ČR, a to konkrétně do Polského Cieszynu. Realizace přenosu je výsledkem spolupráce sdružení CESNET a IT4Innovations národního superpočítačového centra při VŠB – Technické univerzitě v Ostravě a polskou akademickou sítí PSNC.

Kvantový kanál byl sestaven 1. července 2021 na optické vláknové trase o délce 75 kilometrů mezi Ostravou a polským Těšínem s průměrnou kvantovou chybovostí 2,19 %. Realizace proběhla v rámci evropského projektu OpenQKD, kterého se účastní IT4Innovations. Evropská komise poskytla konsorciu projektu OpenQKD 15 milionu eur na vytvoření testbedu kvantové sítě s různými případy užití.  V rámci probíhajícího upgradu své sítě je CESNET připraven realizovat kvantové kanály na vláknové infrastruktuře, a to včetně napojení na mezinárodní infrastruktury. Tvoří tak základ první kvantové sítě v České republice.

Bezpečnost služeb na internetu je dnes postavena na ustanovení klíčů využívajících asymetrickou kryptografii. S nástupem kvantových počítačů ale narůstá riziko, že tyto klasické metody budou prolomeny díky významnému snížení výpočetní složitosti. Kvantovým počítačům bude tak nalezení řešení dnes běžně užívaných problémů složitosti v kryptografii trvat výrazně kratší dobu, než je tomu u konvenčních počítačů.

Budoucnost bezpečné komunikace odolné proti dešifrování na kvantových počítačích je v technologiích založených na Quantum Key Distribution (QKD). V zásadě jde o generování náhodných klíčů mezi dvěma stranami, kdy klíč je kódován do kvantových stavů fotonů přenášených kvantovým kanálem. Ten je vysoce odolný proti odposlechům, jednak v něm platí relace neurčitosti umožňující takovýto odposlech odhalit a zároveň není možné duplikovat neznámý kvantový stav.

Tyto fyzikální vlastnosti kvantové mechaniky jsou využity v QKD a činí z ní technologii umožňující zabezpečení nejvyšší známé úrovně. Proto se počítá s tím, že technologie QKD bude hrát významnou roli při podpoře konkurenceschopnosti evropského průmyslu a přispěje ke zvýšení bezpečnosti dat v bankovnictví či obchodě, na úřadech i při přenosu osobních údajů, například zdravotních záznamů. Nové poznatky o fungování QKD by měl přinést i právě zprovozněný systém na trase Ostrava-Těšín.

CESNET v oblasti kvantového internetu úzce spolupracuje se svými členy. Například s Vysokým učením technickým v Brně a s VŠB – Technickou univerzitou Ostrava se dlouhodobě věnuje síťové bezpečnosti v takzvané postkvantové éře, a to i v rámci projektu Ministerstva vnitra České republiky Network Cybersecurity in Post-Quantum Era (NESPOQ - VJ01010008), zaštítěným odborným garantem NÚKIB. V oblasti propojení kvantových zdrojů ultrastabilní optické frekvence spolupráce probíhá dlouhodobě také s Univerzitou Palackého v Olomouci a Ústavem přístrojové techniky Akademie věd v Brně.

Dopad

Komunikace zabezpečená šifrováním prostřednictvím výměny kvantových klíčů (QKD) představuje nový posun v oblasti zabezpečení komunikace a řeší rizika spojená s nástupem kvantových počítačů, který s sebou přináší i reálné nebezpečí snadnějšího prolomení stávajících způsobů šifrování.  

„QKD je slibný způsob zabezpečení přenosu informací. Na rozdíl od tradičních metod je založen nikoli na matematické, ale na fyzikální podstatě. Zatím se ale příliš nevyužívá. Problémem je samotný přenos klíče, mezi dvěma komunikujícími stranami. Ve chvíli, kdy zajistíme přenos klíče tak, aby nemohl být zachycen, bude použití symetrické kryptografie mnohem bezpečnější. Právě o to se snaží kvantová distribuce klíčů,“ vysvětluje Josef Vojtěch, vedoucí Oddělení optických sítí sdružení CESNET.

Související

CZECHárna Petra Beneše #3: Markéta Fibigerová

6Dhub.cz · CZECHárna Petra Beneše #3 - Markéta Fibigerová Markéto, tvůj projekt 1. IT Gymnázia v Praze sleduji od samého počátku. Jsi akademickým vzděláním učitel - co tě přivedlo k tomu, že jsi po 20 letech opustila komerční IT sféru a vrátila se ke svým kořenům? Možná to byla trochu únava, možná...


Superpočítač Karolina: 8. na světě a 3. v Evropě v energetické účinnosti

Žebříček TOP500 je vyhlašován dvakrát ročně v rámci mezinárodních superpočítačových konferencí. Jeho součástí je i vyhlášení žebříčku Green500, který hodnotí superpočítače z hlediska jejich energetické účinnosti. Nejvýkonnější český superpočítač Karolina, umístěný v Národním superpočítačovém...


Dívka s bionickými pažemi či osmnáctiletý architekt systémů umělé inteligence - mezinárodní konferenci Future Port Youth ovládnou špičkoví inovátoři z celého světa

Formou živě streamovaných přednášek určených pro střední a vysoké školy budou moci studenti sledovat event se svými učiteli během výuky. Akce, která vznikla ve spolupráci se studenty a učiteli na platformě populárního mezinárodního festivalu Future Port Prague , s sebou přináší navazující...