Kuinka voimme suojata viestintää salakuuntelulta, jos emme luota prosessissa käytettyihin laitteisiin? Tämä on yksi tärkeimmistä kysymyksistä kvanttisalauksen tutkimuksessa. Baselin yliopiston ja ETH Zürichin tutkijat ovat nyt kehittäneet tietoliikenneprotokollan, joka takaa sataprosenttisen yksityisyyden.
Hakkeri, jolla on käytössään kvanttitietokone, on vakava uhka nykypäivän salausjärjestelmille. Siksi tutkijat työskentelevät uusien salausmenetelmien parissa, jotka perustuvat kvanttimekaniikan periaatteisiin. Nykyiset salausprotokollat kuitenkin edellyttävät, että kommunikoivat laitteet ovat tunnettuja, luotettavia kokonaisuuksia. Mutta entä jos näin ei ole ja laitteet jättävät takaoven auki salakuunteluhyökkäyksiä varten?
Professori Nicolas Sangouardin (Baselin yliopisto) ja professori Renato Rennerin (ETH Zürich) johtama tiimi on kehittäneet teoreettisen perustan viestintäprotokollalle, joka tarjoaa parhaan mahdollisen yksityisyyden suojan ja joka voidaan toteuttaa kokeellisesti. Tämä protokolla takaa tietoturvan paitsi kvanttitietokoneita käyttäviä hakkereita vastaan, myös tapauksissa, joissa viestintään käytetyt laitteet ovat ”mustia laatikoita”, joiden luotettavuutta ei tiedetä. Tuloksista on raportoitu Physical Review Letters -lehdessä.
Vaikka jo on jo olemassa joitain teoreettisia ehdotuksia mustien laatikoiden viestintäprotokolleille, niiden kokeelliselle toteuttamiselle on ollut yksi este: käytettyjen laitteiden oli oltava erittäin tehokkaita salaustekniikan avaimen tietojen havaitsemiseksi. Jos liian monta tietoyksikköä (takertuneina kevyiden hiukkasparien muodossa) pysyi havaitsematta, oli mahdotonta tietää, oliko kolmas osapuoli siepannut ne.
Uusi protokolla ratkaisee tämän esteen tempulla: tutkijat lisäävät keinotekoista kohinaa salatun avaimen todellisiin tietoihin. Vaikka kaikkia informaatioyksiköitä ei havaittaisikaan, salakuuntelija saa niin vähän todellista tietoa salausavaimesta, että protokollan turvallisuus säilyy. Tällä tavoin tutkijat alensivat laitteiden havaitsemistehokkuutta koskevaa vaatimusta.
- Koska ensimmäiset pienimuotoiset kvanttitietokoneet ovat nyt saatavilla, tarvitsemme kiireellisesti uusia ratkaisuja yksityisyyden suojaamiseksi, sanoo professori Sangouard.
