Internetul de care se sperie hackerii: de ce nu ar putea fi spart de infractori
Odată cu munca de acasă, în contextul pandemiei, din ce în ce mai mulți oameni sunt mai conștienți de riscurile de securitate ale trimiterii de informații sensibile prin internet.
Astfel, cel mai bun lucru pe care îl putem face în acest moment este să îngreunăm interceptarea și piratarea mesajelor, dar nu putem face acest lucru imposibil. Așadar, avem nevoie de un nou tip de internet: internetul cuantic. În această versiune a rețelei globale, datele sunt sigure, conexiunile sunt private și grijile noastre cu privire la interceptarea informațiilor fac parte din trecut.
De curând, a fost făcută o descoperire, publicată în Science Advances, care va face posibil un astfel de internet cuantic, prin extinderea conceptelor din spatele acestuia folosind infrastructura de telecomunicații existente.
Modul actual de a proteja datele online este de a le cripta folosind probleme matematice ușor de rezolvat dacă există o „cheie” digitală pentru a debloca criptarea, dar greu de rezolvat fără ea. Cu toate acestea, greu nu înseamnă imposibil și, cu suficient timp și putere computerizată, metodele actuale de criptare pot fi sparte.
Cum funcționează comunicarea cuantică
Comunicarea cuantică, pe de altă parte, creează chei folosind particule individuale de lumină (fotoni), care – în conformitate cu principiile fizicii cuantice – nu pot realiza o copie exactă. Orice încercare de copiere a acestor chei va provoca inevitabil erori care pot fi detectate. Aceasta înseamnă că un hacker, oricât de inteligent ar fi sau orice fel de supercomputer puternic ar avea, nu poate replica o cheie cuantică sau să citească mesajul pe care îl criptează.
Acest concept a fost deja demonstrat prin sateliți și prin cabluri de fibră optică și folosit pentru a trimite mesaje sigure între diferite țări. Deci, de ce nu folosim deja acest concept în viața de zi cu zi? Problema este că necesită o tehnologie scumpă și specializată, ceea ce înseamnă că în prezent nu este scalabilă.
Tehnicile anterioare de comunicare cuantică erau ca niște perechi de walkie-talkie pentru copii. Ai nevoie de o pereche de telefoane pentru fiecare pereche de utilizatori care doresc să comunice în siguranță. Deci, dacă trei copii vor să vorbească între ei, vor avea nevoie de trei perechi de telefoane (sau șase walkie-talkie) și fiecare copil trebuie să aibă două dintre ele. Dacă opt copii vor să vorbească între ei, ar avea nevoie de 56 de walkie-talkie.
Evident, nu este practic ca cineva să aibă un dispozitiv separat pentru fiecare persoană sau site cu care dorește să comunice prin internet. Așa că s-a găsit o modalitate de a conecta în siguranță fiecare utilizator cu un singur dispozitiv fiecare, mai asemănător telefoanelor decât walkie-talkie-urile.
Astfel, fiecare receptor walkie talkie acționează atât ca emițător, cât și ca receptor, pentru a partaja cheile cuantice care asigură comunicarea sigură. În modelul de față, utilizatorii au nevoie doar de un receptor, deoarece primesc fotonii pentru a-și genera cheile de la un transmițător central.
Asistăm la începutul internetului cuantic?
Acest lucru este posibil datorită unui alt principiu al fizicii cuantice numit „încâlcire”. Un foton nu poate fi copiat exact, dar poate fi încurcat cu un alt foton, astfel încât ambii să se comporte în același mod atunci când sunt măsurați, indiferent cât de departe sunt – ceea ce Albert Einstein a numit „acțiune înfricoșătoare la distanță”.
Așadar, când doi utilizatori doresc să comunice, transmițătorul le trimite o pereche de astfel de fotoni – o particulă pentru fiecare utilizator. Dispozitivele utilizatorilor efectuează apoi o serie de măsurători pe acești fotoni pentru a crea o cheie cuantică secretă comună. Apoi își pot cripta mesajele cu această cheie și le pot transfera în siguranță.
Prin utilizarea multiplexării, o tehnică comună de telecomunicații de combinare sau divizare a semnalelor, se pot trimite în mod eficient aceste perechi de fotoni la mai multe combinații de oameni simultan. De asemenea, se pot trimite mai multe semnale către fiecare utilizator, astfel încât să poată fi decodate simultan. În acest fel, se înlocuiesc efectiv perechile de walkie-talkie cu un sistem mai asemănător cu un apel video cu mai mulți participanți, în care poți comunica cu fiecare utilizator în mod privat și independent, precum și simultan.
Până acum acest concept a fost testat conectând opt utilizatori dintr-un singur oraș. Acum se lucrează pentru a îmbunătăți viteza rețelei și a interconecta mai multe astfel de rețele. Colaboratorii au început deja să folosească această rețea cuantică ca bază de testare pentru mai multe aplicații interesante, dincolo de comunicarea cuantică. De asemenea, se dorește să se dezvolte rețele cuantice chiar mai bune bazate pe această tehnologie cu parteneri comerciali în următorii câțiva ani. Cu astfel de inovații, poate vom asista la începutul internetului cuantic în următorii zece ani.