Skocz do zawartości
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Bezpieczniejsza kryptografia kwantowa

Rekomendowane odpowiedzi

Inżynierom Toshiby udało się załatać pewne niedociągnięcie w systemach kryptografii kwantowej, które powodowało, że, wbrew teorii, zaszyfrowane wiadomości można było przechwycić. System Toshiby powinien umożliwić przesyłanie kwantowych kluczy kryptograficznych na duże odległości. Obecnie, ze względów bezpieczeństwa, są one przesyłane jedynie pomiędzy budynkami tych samych banków czy instytucji rządowych.

W teorii kryptografia kwantowa wykorzystuje pojedyncze fotony, a jedynki i zera reprezentowane są za pomocą opóźnień pomiędzy fotonami. Kryptografia kwantowa jest, w teorii, całkowicie bezpieczna, gdyż każda próba przechwycenia sygnału zakończy się usunięciem z niego części fotonów, a ich brak z łatwością można wykryć.

W praktyce jednak współczesne systemy kryptografii kwantowej są jeszcze zbyt słabo rozwinięte, by wysyłać strumień pojedynczych fotonów. Często impulsy zawierają więcej niż jeden foton, a więc mogą zostać przechwycone bez obawy wykrycia podsłuchu.

Stosowane są różne metody uniknięcia sytuacji, w której wysyłane będą zwielokrotnione fotony. Jedną z nich jest redukcja intensywności i częstotliwości impulsów. Problem w tym, że takie impulsy mogą przebyć krótszą drogę, a więc klucze kryptograficzne mogą być przesyłane na krótszym dystansie.

Pracujący dla Toshiby naukowcy postanowili dodawać do strumienia danych "impulsy-pułapki”. To impulsy, które są w sposób losowy umieszczany w strumieniu i są od niego słabsze. Bardzo rzadko więc składają się z więcej niż jednego fotonu. Gdy nieuprawniona osoba spróbuje podsłuchać komunikację, zablokuje "impulsy-pułapki”. Wystarczy więc monitorować właśnie je, by sprawdzić, czy nie doszło do podsłuchu.

Zastosowanie "pułapek" pozwala na wysyłanie silniejszych impulsów, a tym samym zwiększenie częstotliwości sygnału i drogi, którą przebędzie. Sygnał bez "impulsów-pułapek” jest obecnie wysyłany z prędkością 43 bitów na sekundę na maksymalną odległość 25 kilometrów. Z "pułapkami" można go wysłać z prędkością 5,5 kilobita na sekundę, czyli ponad 100-krotnie szybciej.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Jeśli chcesz dodać odpowiedź, zaloguj się lub zarejestruj nowe konto

Jedynie zarejestrowani użytkownicy mogą komentować zawartość tej strony.

Zarejestruj nowe konto

Załóż nowe konto. To bardzo proste!

Zarejestruj się

Zaloguj się

Posiadasz już konto? Zaloguj się poniżej.

Zaloguj się

  • Podobna zawartość

    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z University of Washington zauważyli, że są w stanie wykryć „atomowy oddech” czyli wibracje mechaniczne pomiędzy dwiema warstwami atomów. Dokonali tego obserwując światło emitowane przez atomy wzbudzone laserem. Odkryte zjawisko można wykorzystać do zakodowania i przesłania informacji kwantowej. Uczeni zbudowali urządzenie, które może stać się elementem składowym przyszłych technologii kwantowych.
      To nowa platforma w skali atomowej, która wykorzystuje optomechanikę, szereg zjawisk w których ruch światła i ruch mechaniczny są ze sobą nierozerwalnie powiązane. Mamy tutaj efekty kwantowe, które możemy wykorzystać do kontrolowania pojedynczego fotonu przemieszczającego się przez zintegrowane obwody optyczne, mówi profesor Mo Li, który stał na czele grupy badawczej.
      Ostatnie badania bazowały na wcześniejszych pracach związanych z ekscytonami. To kwazicząstki w których można zakodować informację kwantową, a następnie przesłać ją w postaci fotonu, którego właściwości kwantowe (jak polaryzacja czy długość fali) pełnią rolę kubitu. A jako że kubit ten jest niesiony przez foton, informacja przemieszcza się z prędkością światła. Fotony są naturalnym wyborem jako nośnik informacji kwantowej, gdyż potrafimy przesyłać je za pomocą światłowodów szybko na duże odległości, nie tracą przy tym zbyt wielu informacji, dodaje doktorantka Adina Ripin.
      Naukowcy pracowali w ekscytonami chcąc stworzyć urządzenie emitujące pojedyncze fotony. Obecnie w tym celu używa się atomowych macierzy, takich jak np. znajdujące się w diamentach. Jednak w macierzach takich występują naturalne defekty, które zaburzają pracę tego typu urządzeń. Naukowcy z Uniwersity of Washington chcieli precyzyjnie kontrolować miejsce, z którego będzie dochodziło do emisji fotonu.
      Wykorzystali w tym celu nałożone na jednoatomowe warstwy diselenku wolframu. Dwie takie warstwy nałożyli na podłoże, na którym znajdowały się setki kolumienek o szerokości 200 nanometrów każda. Diselenek wolframu przykrył te kolumienki, a ich obecność pod spodem doprowadziła do pojawienia się niewielkich naprężeń w materiale. W wyniku naprężeń znajdujących się w miejscu każdej z kolumienek powstała kropka kwantowa. I to właśnie te kropki są miejscem, w którym dochodzi do emisji. Dzięki precyzyjnemu impulsowi laserowemu naukowcy byli w stanie wybić elektron, tworząc w ten sposób ekscytony. Każdy z ekscytonów składał się z ujemnie naładowanego elektronu z jednej warstwy diselenku wolframu i dodatnio naładowanej dziury z drugiej warstwy. Po chwili elektron wracał w miejsce, w którym przed chwilą się znajdował, a ekscyton emitował foton z zakodowaną informacją kwantową.
      Okazało się jednak, że poza fotonami i ekscytonami jest coś jeszcze. Powstawały fonony, kwazicząstki będące produktem wibracji atomowych.
      W ten sposób po raz pierwszy zaobserwowano fonony w emiterze pojedynczych fotonów w dwuwymiarowym systemie atomowym. Bliższe analizy wykazały, że każdy foton emitowany w ekscytonu był powiązany z jednym lub więcej fononami. Naukowcy postanowili więc wykorzystać to zjawisko. Okazało się, że za pomocą napięcia elektrycznego mogą wpływać na energię interakcji pomiędzy fotonami i fononami. Zmiany te są mierzalne i można je kontrolować.
      To fascynujące, że możemy tutaj obserwować nowy typ hybrydowej platformy kwantowej. Badając interakcję pomiędzy fononami a kwantowymi emiterami, odkryliśmy zupełnie nową rzeczywistość i nowe możliwości kontrolowania i manipulowania stanami kwantowymi. To może prowadzić do kolejnych odkryć w przyszłości, dodaje Ruoming Peng, jeden z autorów badań.
      W najbliższym czasie naukowcy chcą stworzyć falowody, za pomocą których będą przechwytywali wygenerowane fotony i kierowali je w wybrane miejsca. Mają tez zamiar skalować swój system, by jednocześnie kontrolować wiele emiterów oraz fonony. W ten sposób poszczególne emitery będą mogły wymieniać informacje, a to będzie stanowiło podstawę do zbudowania kwantowego obwodu. Naszym ostatecznym celem jest budowa zintegrowanego systemu kwantowych emiterów, które mogą wykorzystywać pojedyncze fotony przesyłane za pomocą przewodów optycznych oraz fonony i używać ich do kwantowych obliczeń, wyjaśnia Li.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Po raz pierwszy udało się dwukrotnie wykryć poruszający się pojedynczy foton, nie niszcząc go przy tym. To ważna osiągnięcie, gdyż dotychczas foton ulegał zwykle zniszczeniu podczas jego rejestrowania. Najnowsze osiągnięcie może przyczynić się do powstania szybszych i bardziej odpornych na zakłócenia sieci optycznych i komputerów kwantowych.
      Zwykle wykrycie fotonu wiąże się z jego zaabsorbowaniem. Jednak foton może nieść ze sobą cenne informacje, a w takich przypadkach specjaliści woleliby mieć możliwość odczytania tych danych i przepuszczenia fotonu dalej, do miejsca docelowego. Żadna metoda detekcji nie jest w 100% skuteczna, zawsze istnieje ryzyko, że coś się prześliźnie niewykryte, mówi jeden z autorów badań, Stephan Welte, fizyk kwantowy z Instytutu Optyki Kwantowej im. Maxa Plancka w niemieckim Garching. Dlatego też możliwość niedestrukcyjnego wykrywania fotonów jest tak ważna – ustawienie detektorów jeden za drugim zwiększa szanse, że wykryjemy wszystkie interesujące nas fotony.
      Dotychczas opracowano różne sposoby wykrywania fotonu bez jego niszczenia. Często polegają one na interakcji fotonu z jonem, nadprzewodzącym kubitem lub innymi systemami kwantowymi. Jednak w ten sposób możemy albo wykonać pojedynczą niedestrukcyjną rejestrację poruszającego się fotonu, albo liczne niedestrukcyjne odczyty stacjonarnego fotonu uwięzionego we wnęce.
      Teraz naukowcy z Niemiec dwukrotnie wykryli pojedynczy foton wędrujący światłowodem. Wykorzystali w tym celu skonstruowany przez siebie niedestrukcyjny detektor zbudowany z pojedynczego atomu rubidu uwięzionego w odbijającej wnęce. Foton, wpadając do wnęki, odbija się od jej ścian, zmieniając stan kwantowy atomu, co można wykryć za pomocą lasera. Uczeni umieścili dwa takie detektory w odległości 60 metrów od siebie. Wykryły one ten sam foton, nie absorbując go. Welte mówi, że teoretycznie można w ten sposób wykryć pojedynczy foton nieskończoną liczbę razy, jednak w praktyce istnienie 33-procentowe ryzyko, że użycie detektora spowoduje utratę fotonu.
      Nowa technologia może w przyszłości pozwolić na śledzenie trasy fotonów. Pozwoli to na przyspieszenie pracy systemów kwantowych, gdyż będziemy w stanie upewniać się, że zakodowane w fotonach informacje dotrą tam, gdzie powinny.
      Powiedzmy, że chcesz wysłać kwantową informację z Monachium do Nowego Jorku. Możesz w międzyczasie wielokrotnie sprawdzać, czy foton nie został po drodze utracony, np. sprawdzając, czy dotarł do Paryża. Jeśli okaże się, że foton zgubił się po drodze, można będzie natychmiast wysłać go ponownie. Nie trzeba będzie czekać na zakończenie całej transmisji, by upewnić się, że wszystko poszło tak, jak powinno, wyjaśnia główny autor badań, Emanuele Distante.
      Twórcy nowych detektorów uważają, że nie można ich będzie wykorzystać do podsłuchania kwantowej komunikacji. To jak śledzenie przesyłek. Możesz dowiedzieć się, gdzie jest paczka, ale nic nie wiesz o jej zawartości. Foton zawiera w sobie pewną kwantową informację. Możesz w sposób niedestrukcyjny go wykryć, ale nie odczytać, stwierdza Welte.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Grupa naukowców z Uniwersytetu w Oksfordzie donosi o udanym splątaniu bakterii z fotonami. W październikowym numerze Journal of Physics ukazał się artykuł zespołu pracującego pod kierunkiem Chiary Marletto, który przeanalizował eksperyment przeprowadzony w 2016 roku przez Davida Colesa i jego kolegów z University of Sheffield.
      Podczas wspomnianego eksperymentu Coles wraz z zespołem umieścili kilkaset chlorobakterii pomiędzy dwoma lustrami i stopniowo zmniejszali odległość pomiędzy nimi tak, aż dzieliło je zaledwie kilkaset nanometrów. Odbijając białe światło pomiędzy lustrami naukowcy chcieli spowodować, by fotosyntetyczne molekuły w bakteriach weszły w interakcje z dziurą, innymi słowy, bakterie miały ciągle absorbować, emitować i ponownie absorbować odbijające się fotony. Eksperyment okazał się sukcesem. Sześć bakterii zostało w ten sposób splątanych z dziurą.
      Jednak Marletto i jej zespół twierdzą, że podczas eksperymentu zaszło coś więcej, niż jedynie połączenie bakterii z dziurą. Przeprowadzone analizy wykazały, że sygnatura energetyczna pojawiająca się podczas eksperymentu jest właściwa dla splątania molekuł wewnątrz bakterii e światłem. Wydaje się, że niektóre fotony jednocześnie trafiały w molekuły i je omijały, a to właśnie dowód na splątanie.
      Nasze modele dowodzą, że zanotowano sygnaturę splątania pomiędzy światłem a bakterią, mówi pani Marletto. Po raz pierwszy udało się dokonać splątania kwantowego w żywym organizmie.
      Istnieje jednak wiele zastrzeżeń, mogących podważać wnioski grupy Marletto. Po pierwsze i najważniejsze, dowód na splątanie zależy od tego, w jaki sposób zinterpretujemy interakcję światła z bakterią. Marletto i jej grupa zauważają, że zjawisko to można opisać też na gruncie klasycznego modelu, bez potrzeby odwoływania się do efektów kwantowych. Jednak, jak zauważają, nie można tego opisać modelem „półklasycznym”, w którym do bakterii stosujemy zasady fizyki newtonowskiej, a do fotonu fizykę kwantową To zaś wskazuje, że mieliśmy do czynienia z efektami kwantowymi dotyczącymi zarówno bakterii jak i fotonu. To trochę dowód nie wprost, ale sądzę, że wynika to z faktu, iż oni próbowali bardzo rygorystycznie podejść do tematu i nie wysuwali twierdzeń na wyrost, mówi James Wootton z IBM Zurich Research Laboratory, który nie był zaangażowany w badania.
      Z kolei Simon Gröblacher z Uniwersytetu Technologicznego w Delft zwraca uwagę na kolejne zastrzeżenie. Otóż energię bakterii i fotonu zmierzono wspólnie, nie osobno. To pewne ograniczenie, ale wydaje się, że miały tam miejsce zjawiska kwantowe. Zwykle jednak gdy chcemy dowieść splątania, musimy osobno zbadać oba systemy.
      Wiele zespołów naukowych próbuje dokonać splątania z udziałem organizmów żywych. Sam Gröblacher zaprojektował eksperyment, w którym chce umieścić niesporczaki w superpozycji. Chodzi o to, by zrozumieć nature rzeczy i sprawdzić czy efekty kwantowe są wykorzystywane przez życie. W końcu u swoich podstaw wszystko jest kwantem, wyjaśnia współpracownik Marletto, Tristan Farrow.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Każde oprogramowanie zawiera błędy, ale jak mogliśmy się dowiedzieć podczas konferencji Black Hat Europe, najwięcej błędów zawiera oprogramowanie tworzone przez instytucje państwowe lub na ich potrzeby.
      Chris Wysopal z firmy Veracode, która specjalizuje się w wyszukiwaniu dziur w programach, poinformował o wynikach badań przeprowadzonych pomiędzy drugą połową roku 2010 a końcem roku 2011.
      W tym czasie jego firma przeanalizowała 9910 różnych aplikacji. Eksperci stwierdzili, że 80% programów nie spełnia wymagań bezpieczeństwa firmy Veracode. Oprogramowanie tworzone dla instytucji państwowych wypadło znacznie gorzej, niż programy komercyjne. Okazało się bowiem, że jedynie 16% stworzonych przez rząd i dla rządu aplikacji sieciowych można było uznać za bezpieczne z punktu widzenia standardów OWASP (Open Web Application Security Project). Dla  sektora finansowego odsetek ten wynosił 24%, a dla innego komercyjnego oprogramowania - 28%.
      Z kolei do wyników badań innych programów niż programy sieciowe posłużono się kryteriami opracowanymi przez SANS Institute. Za bezpieczne uznano 18% oprogramowania rządowego, 28% oprogramowania finansowego i 34% innego oprogramowania komercyjnego.
      Rząd zachowuje się tak, jakby bezpieczeństwo było problemem sektora prywatnego i próbuje go ściśle regulować. Jeśli jednak bliżej się temu przyjrzymy to okazuje się, że sektor prywatny jest zdecydowanie bardziej bezpieczny niż sektor rządowy - mówi Wysopal.
      Aż 40% aplikacji sieciowych wytworzonych dla agend rządowych było podatnych na ataki SQL injection. Dla sektora finansowego odsetek ten wynosił 29%, a dla oprogramowania komercyjnego 30%. Na ataki typu XSS (cross-site scripting) narażonych było 75% rządowych aplikacji sieciowych, 67% aplikacji wytworzonych przez sektor finansowy oraz 55% aplikacji komercyjnych.
      Alan Paller, dyrektor ds. badań w SANS Institute mówi, że przyczyną takiego stanu rzeczy jest to, iż sektor prywatny karze firmy za błędy, a sektor rządowy je nagradza. Jeśli przedsiębiorstwo stworzy komercyjne oprogramowanie zawierające błędy, to ryzykuje utratę klientów oraz dobrego imienia, co wpłynie na jego wyniki finansowe w przyszłości. Jeśli zaś napisze wadliwe oprogramowanie dla sektora rządowego, to zostanie nagrodzone kolejnym kontraktem na poprawienie tego oprogramowania. Nie twierdzę, że nie próbują wykonać swojej pracy właściwie. Ale w ten sposób działa system nagród i zachęt - mówi Paller. To powoduje, że błędy w oprogramowaniu rządowym istnieją nawet wówczas, gdy zanikają w oprogramowaniu komercyjnym. Specjaliści od dwóch lat obserwują spadek odsetka dziur typu SQL injection i XSS w oprogramowaniu komercyjnym. W programach rządowych  nic się w tym zakresie nie zmieniło.
      Wszystkie powyższe dane dotyczą USA.
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Toshiba wyprodukowała skaner sklepowy, który nie wymaga kodów kreskowych. Urządzenie ma wbudowaną kamerę, co umożliwia automatyczną identyfikację towarów, w tym sprawiających trudności warzyw i owoców. Ogranicza to udział kasjera i przyspiesza cały proces.
      Keiichi Hasegawa z Toshiby podkreśla, że pozbawione zazwyczaj kodów kreskowych owoce i warzywa mogą stanowić wyzwanie zwłaszcza dla pracowników okresowych.
      W przypadku skanera ORS (Object Recognition Scanner) od początku eliminowany jest szum tła. Na obrazie z kamery widać tylko produkt, tło jest ciemne, dlatego identyfikacja jest bardzo szybka nawet wtedy, gdy obiekty się poruszają. Podczas demonstracji zastosowano 3 gatunki jabłek: fuji, jonagold i matsu. Fuji i jonagold są do siebie podobne, więc jeśli ktoś się na tym nie zna, może je łatwo pomylić. ORS poradzi sobie z tym zadaniem, bazując na niewielkich różnicach barwy i wzorów. Problemu nie stanowią też puszki z piwem i kupony.
      Hasegawa podkreśla, że uczenie skanera towarów w sklepie nie byłoby praktyczne, dlatego firma pracuje nad bazą towarów, także sezonowych warzyw i owoców.
       
       
  • Ostatnio przeglądający   0 użytkowników

    Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.

×
×
  • Dodaj nową pozycję...