Kina visar att kvantkryptering via rymden funkar

2018-01-22 11:31  
Samlingen av en rad bildsekvenser visar hur röd laser från obervatoriet i Xianglong följer satelliten Micius. Foto: J.-W. Pan / USTC

En kvantkrypterad videochatt är en ny milstolpe i jakten på oavlyssningsbar kommunikation på nätet. I en ny rapport visar kinesiska forskare hur de kunnat dela kvantkrypteringsnycklar världen över via en satellit.

I september förra året startade en grupp kinesiska forskare en videochatt med kollegor i Österrike. Sådant som händer varje dag. Fast den här gången var kanalen säkrad med hjälp av oknäckbar kvantkryptering.

Eller med hjälp av krypteringsnycklar som distribueras via kvantmekanik, kanske man ska säga. När två parter kommunicerar krypterat stuvas deras meddelanden om till oigenkännlighet. För att kunna läsa innehållet måste parterna ha särskilda nycklar för att ”låsa upp” koden.

Det vi kallar kvantkryptering har inte så mycket med kvantdatorer att göra. Det handlar istället om att se till att parterna mottar krypteringsnycklarna utan att någon kan stjäla dem på vägen. På så vi kan man garantera att ingen obehörig kan läsa materialet eller, i det här fallet, se videochatten.

Läs mer: Kvantdatorn knäcker våra krypteringsmetoder

Kinesiska forskare ligger i framkant på tekniken, som kallas för kvantnyckeldistribuering, eller QKD. De har testat skicka nycklarna både via optisk fiber och, som i det här fallet, via rymden. 2016 sköt Kina upp världens första satellit konstruerad för utbyte av kvantnycklar. Den ska ha kostat uppemot 100 miljoner dollar att bygga.

Nu har forskarna bakom videosamtalet publicerat en artikel om tekniken i tidskriften Physical Review Letters. Det ger en unik inblick i hur systemet fungerar.

– De har demonstrerat hela sin infrastruktur. De har kopplat ihop alla trådarna. Ingen har någonsin gjort det (med kvantkryptering, reds anmärkning), säger Caleb Christensen som är utvecklingschef på kvantkrypteringsföretaget Magiq till Wired.

Kvantnycklarna består, precis som vanliga krypteringsnycklar, av långa teckensekvenser. Det är överföringen som särskiljer dem. De är inkodade i fotoner och går inte att avläsa.

För att kunna skicka nycklarna använder sig forskarna av kvantmekaniskt sammanflätade fotonpar, som behåller exakt samma egenskaper trots att de befinner sig miltals ifrån varandra. Fotonparen skickas till parterna som ska kommunicera, och de båda jämför sedan så att de har fått samma värden.

Det görs för att säkerställa att kommunikationen inte blivit avlyssnad. I det ögonblick som en kvantpartikel läses av ändrar den nämligen sina egenskaper. Så om parterna upptäcker att vissa fotonpar har olika egenskaper kan de börja ana att något inte står rätt till.

Läs mer: Kvantdatorns superkraft är känslig för störningar

I teorin kan den här metoden användas för att dela kvantnycklar på obegränsat avstånd. I praktiken finns stora risker för störningar. Vid försök med att skicka nycklar via fiberkabel blir störningarna i nuläget för stora efter ”något tiotal mil” enligt artikeln. I kommunikationen med Österrike lyckades forskarna istället utbyta nyckelpar 750 mils avstånd.

Tekniken är förstås inte fulländad ännu. I det här fallet skickades nycklarna långt i förväg för att kunna säkerställa att alla fungerade. Dessutom klarar inte gruppen av att skicka nycklarna som kvantsignaler hela vägen.

På flera noder i nätverket, bland annat i själva satelliten, omvandlas kvantsignalerna till vanliga ettor och nollor, och kodas sedan om till fotonpar på nytt. Det skapar svagheter i systemet, en hackare som tar sig in i en av noderna skulle kunna läsa av datan där utan att ändra kvantsignalernas kodning.

Simon Campanello

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

Här är reglerna för kommentarerna på NyTeknik

  Kommentarer

Dagens viktigaste nyheter

Aktuellt inom

Debatt