군사 검토

양자 통신 분야의 획기적인 발전

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양자 통신 분야의 획기적인 발전


현대의 정보 네트워크에서 데이터는 광섬유를 통해 빛의 섬광 형태로 전송됩니다. 플래시가있는 경우, 그렇지 않으면 0입니다. 그러나 이러한 정보의 전송은 안전하지 않습니다. 왜냐하면 이러한 플래시는 특별한 기술을 사용하여 쉽게 "엿볼"수 있기 때문에받는 사람도 보낸 사람도 메시지가 도청되었다는 것을 알지 못합니다.

양자 통신의 경우, 광자는 특정 그룹으로 전송되고, 0과 단위는 특별한 방식으로 기록됩니다. 어떤 사람이 편지를 가로 채길 원한다면 그는 아마도 그것을 할 것입니다. 그러나 이것은 첫째로 눈에 띄지 않을 것이며 두 번째로이 메시지를 읽지 않을 것입니다.

이러한 알고리즘은 미국 물리학 자 Charles Bennett와 캐나다 암호 학자 Gilles Brassard에 의해 1984 년에 처음으로 발명되었습니다. 5 년 후, 알고리즘은 실험실에서 구현되었습니다 - 비밀 발진기는 30cm 떨어진 거리에서 공중을 통해 전송되었습니다. 그러나 산업용 사용과 관련하여 첫 번째 솔루션은 2002-2004에서만 나타났습니다. 그러나 지금까지 그들은 매우 비싼 즐거움이었습니다. 비용은 수십만 달러로 추산됩니다. 양자 역학의 법칙에 위배되므로 양자 통신 채널을 물리적으로 도청하는 것은 불가능합니다.

동시에 네트워크 노드에서 양자가 위반되기 때문에 양자 채널을 단일 네트워크로 통합하는 것과 관련된 큰 문제가 있습니다. 현재 유럽 연합 (EU)은 SECOQC라고 불리는 매우 야심 찬 글로벌 양자 네트워크 프로젝트를 구현할 계획이지만, 암호문은 비트로 변환되어 신뢰할 수있는 네트워크 노드를 통해 전송됩니다. 양자 통신은 두 물체 사이에서만 사용할 수 있으며 장거리의 경우 단일 광자가 도달 할 수 없으므로 양자 간 거리는 200 킬로미터를 초과하지 않아야합니다. 또한 거리가 클수록 데이터 전송 속도가 느려지고 초당 최대 백 비트가됩니다.

양자 통신을 사용하는 기존의 모든 설치는 암호화 키의 전송으로 제한되므로 매우 자주 양자 통신을 "양자 암호"라고합니다. 개체가 필요한 키를 받으면 정보를 암호화하여 네트워크를 통해 전송합니다. 그러나 동시에 연결 속도가 매우 느리기 때문에 암호화 키가 자주 변경되어야합니다.

질문이 제기됩니다. 양자 통신에 많은 문제가있는 경우 공개 PGP 유형 암호화 프로그램을 사용하고 양자가없는 이유는 무엇입니까? 대답은 간단합니다. 공개 키 시스템의 모든 편의성에도 불구하고 아무도 자신의 신뢰성을 보장 할 수 없습니다. 동시에 닫힌 프로그램 중에는 이론적으로 금이 갈 수없는 것들이 있지만 모든 당사자는 필요한 키를 미리 제공 받아야하며 최신 컴퓨터 시스템에서는이 문제를 해결하는 것이 거의 불가능합니다. 그러나 그것은 양자 통신의 도움으로 해결 될 수 있습니다. 물리학 자의 도움으로 아무도 키를 가로 채지 못하게하고 물리학이 도움이되며 암호화 된 데이터를 사용할 수 없게되면 수학이 가능 해집니다.

동시에 "무조건적인 보안"의 개념이 완전히 올바르지 않다는 것을 언급 할 필요가 있습니다. 예, 강력한 컴퓨터 기술은 분류 된 정보를 얻는 데 도움이되지 않지만 데이터 유출, 기술 오류 또는 "트로이 공격"의 측면 채널과 같은 다른 방법이 있습니다.

물리학 자의 열정은 산업가, 기업가 및 정부 기관에 전달되었습니다. 아직 첫 번째 양자 블랙 박스를 판매 할 수 없었던 젊은 기업들은 향후 연구를 위해 수백만 달러의 자금을 제공합니다. 매우 진지하게, 양자 대화의 사상은 대중 의식에서 발전하기 시작했습니다. 이 점에있어서 첫 번째는 올해의 2007의 의회 선거에서 양자 커뮤니케이션의 이점을 입증 한 스위스였다. 스위스 인구가 선거 과정에 대해 매우 책임이 있기 때문에 실제로는 작은 이익 이었지만 홍보는 위대한 것으로 나타났습니다. 따라서 투표 집계의 정확성이 중요합니다. 양자 커뮤니케이션의 연결과 선거 결과의 보호는 양적 의사 소통뿐만 아니라 스위스 과학의 발전에도 관심을 모으는 잘 고안된 광고 활동입니다.

양자 통신의 개발은 매우 집중적으로 진행됩니다. 그리고 올해 5 월 중국의 물리학 자들은 야외에서 97 킬로미터에 해당하는 기록적인 거리에서 광자를 전송하는 것으로보고되었다. 얽힌 광자의 전송은 1,3 와트와 동등한 레이저를 사용하여 수행되었습니다. 이 실험은 해발 1000 미터의 고도에 위치한 호수 위에 수행되었습니다. 이러한 상당한 거리에서 광자를 전송하는 과정에서 주요 문제는 빔 확장과 관련이 있었기 때문에 과학자들은 수신기 및 송신기를 조정 한 추가 가이드 레이저를 사용했습니다. 또한, 광자는 광의 확산 때문에뿐만 아니라 광학의 불완전 성 및 공기의 난류로 인해 손실되었습니다.

어쨌든, 4 시간 실험 동안 우리는 97 얽힌 광자를 1100 킬로미터의 거리까지 전송할 수있었습니다. 그러나 과학자들에 따르면, 광자의 손실은 아주 미미하기 때문에 가까운 장래에 통신 위성과 지상국 사이에서 양자 통신이 이루어질 수 있다고 가정 할 수있다.

과학자들은 이전에 얽힌 광자의 전송에 대한 연구를 수행했으나 전송 거리가 길지는 않았다는 점에 유의하십시오. 그 이유는 입자가 전파 매체와 상호 작용하고, 결과적으로 양자 성질이 손실되기 때문입니다. 보시다시피, 항공 전송은보다 효율적임을 입증했습니다.

중국 실험이 끝난 지 며칠 후, 유럽 과학자들이 중국 과학자들의 기록을 깨고 143 킬로미터와 같은 거리에 얽힌 광자를 옮기는 정보가 나타났습니다. 그 저자에 따르면, 실험은 1 년 이상 지속되었다. 그 이유는 악천후입니다. 실험은 테 네리 페 섬과 라 팔마 사이의 대서양에서 수행 된 것으로 알려져 있습니다. 이전의 연구에서와 마찬가지로, 정보의 전송은 일반적인 채널과 양자 채널의 두 채널에서 수행되었습니다.

이제는 중국 물리학 자의 업적이 더 성공적임을 입증하게되었습니다. 과학자들은 처음으로베이스 스테이션과 상당한 높이로 비행하는 비행기 사이의 양자 연결을 사용했습니다.

시간당 228 킬로미터의 속도로 20 킬로미터 고도에서 비행하는 Do300 항공기에는 수신기 및 광자의 출처 (적외선 레이저)가있었습니다. 기지국은 항공기의 방향과 위치를 결정하기 위해 고정밀 드라이브가있는 미러 시스템으로 구성된 광학 시스템을 사용했습니다. 수신기의 광학 시스템뿐만 아니라 항공기의 모든 좌표가 정확하게 결정된 후 스테이션 장비는 광자의 양극화를 결정하고이 정보를 사용하여 양자 데이터를 해독 할 수 있습니다.

통신 세션은 약 10 분 지속되었습니다. 그러나 모든 전송 된 정보가 양자 암호를 사용하여 암호화 된 것은 아닙니다. 양자 방법은 암호화 키만을 전송했는데 이는 일반적인 방법으로 전송 된 특정 수의 정보 (약 10KB)가 변경된 후에 변경되었습니다. 사용 된 키 전달 방법을 양자 키 분배라고하며 단위 및 0을 인코딩하기 위해 광자의 다른 편광을 사용합니다.

또한 세션 중 오류의 빈도가 5 퍼센트를 초과하지 않았으며 이는 양자 통신 분야에서 큰 성공으로 간주 될 수 있음에 유의해야합니다.

따라서 과학자들은 위성 양자 통신 시스템의 생성에 가까워 질 수 있다고 말할 수 있습니다. 동시에 기상 조건이 지구의 표면에 큰 영향을 미치기 때문에 이러한 연결 조직에는 더 적은 노력이 필요하지만 수직 방향으로는 그렇게 중요하지 않아야한다는 가정이 있습니다.

전문가에 따르면 실험이 성공적으로 완료되면 양자 위성 통신은 이미이 기술을 보유한 주 (state)의 대사관간에 안전한 정보 네트워크를 구성하는 데 사용될 수 있다고한다.

동시에, 전송 된 정보의 강력한 보호 기능을 제공하는 능력과 함께 양자 통신은 똑같이 중요한 여러 가지 문제를 해결할 수 없다고 믿는 특정 수의 과학자가 있습니다. 따라서 루벤 카톨릭 대학교 (University of Leuven)의 바트 프레 넬 (Bart Prenel) 교수에 따르면 다음과 같은 문제가 있습니다. 첫째, 퀀텀 연결을 사용하는 발신자는 상대방에 매우 구체적인 수신자가 있는지 확인해야합니다. 따라서 양 당사자에게 비밀 코드를 제공해야합니다. 그러나 작고 잘 설계되고 조직 된 노드에서 가능하다면 양자 통신은 대량 사용에 사용될 수 없습니다. 둘째, 양자 암호 법은 문서에 서명하는 것을 불가능하게 만듭니다. 셋째, 양자 암호 법은 이미 저장된 정보의 보호를 보장 할 수 없습니다. 실제로 현대 정보 시스템에서 중요한 것은 전송 된 정보를 보호하는 것이 아니라이 정보가 저장되는 최종 노드를 보호하는 것입니다.

따라서 상업적 사용의 관점에서 볼 때 양자 암호는 오래 사용할 수 없습니다.

사용 된 재료 :
http://www.dailytechinfo.org/infotech/4016-vpervye-realizovana-kvantovaya-svyaz-mezhdu-letyaschim-samoletom-i-nazemnoy-stanciey.html
http://cybersecurity.ru/it/159210.html/
http://rus.ruvr.ru/2012_05_21/75468427/
http://ru.wikipedia.org/wiki/%CA%E2%E0%ED%F2%EE%E2%E0%FF_%E7%E0%EF%F3%F2%E0%ED%ED%EE%F1%F2%FC
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  1. 빌빈
    빌빈 27 9 월 2012 08 : 57
    0
    그래서 기사에서 다른 사람보다 양자 통신의 이점이 무엇인지 이해하지 못했습니다. 공기가 배출되고 광자에 미치는 영향이 적은 높은 고도에서 전송을 수행하는 것이 바람직합니다. 또한 수신기로 향하는 거의 저격 방향과 5 %의 정보 손실, 날씨가 매우 영향력있는 다른 고정밀 거울이 필요합니다. IMHO의 혁신에 대해 이야기하기에는 너무 이릅니다. 지금까지 시행 착오의 단계 만.
    1. 티르 피츠
      티르 피츠 27 9 월 2012 09 : 51
      +1
      주요 작업이 진행 중입니다. 따라서 중국인들은 적극적으로 일을 시작했으며 그 결과는 확실 할 것입니다.
    2. 골리 코프
      골리 코프 27 9 월 2012 19 : 06
      -1
      중국과 유럽인에 관해서-이것은 단지 의사 소통 옵션입니다.
      저자는 (물리적으로 알려진 물리 법칙과 조직적 조치의 이행에 근거한) 양자 통신 원칙을 가로 챌 수 없으며, 다른 국가에서 전자기 통신 방법과 방법을 개발하기위한 연구가 진행되고 있음을 이해하려고 노력했다.
      나는 이것이 여기에서도 일어나기를 바란다.
      1. 맘바
        맘바 28 9 월 2012 10 : 30
        +1
        제품 견적 : golikov
        다른 상태에서, 비전 자기 결합 방법 및 기술을 개발하기위한 연구가 진행되고있다. 나는 이것이 여기에서도 일어나기를 바란다.

        93 년에 Saratov 과학 및 생산 협회 "Inject"는 1,3 마이크론의 파장에서 주요 FOCL 용 레이저를 개발했습니다. 상트 페테르부르크 연구소 "원격 통신"은 대륙 횡단 통신선을위한 모든 전자 장치를 개발했습니다. 하르 코프와 상트 페테르부르크는 광케이블을 준비했지만, 국가의 황폐화와 지도부의 혼란이이 모든 것을 묻히고 서방 경쟁자들에게 길을 열었습니다.
    3. 카르 보포
      카르 보포 28 9 월 2012 02 : 26
      0
      빌빈,
      주요 장점은 데이터를 가로 챌 수 없다는 것입니다. 또는 적어도 데이터를 절대로 가로 챌 수 없습니다.
      일반적으로 주제는 오래되었지만 적어도 XNUMX 년 전에 읽었습니다.
  2. 보리스 64
    보리스 64 27 9 월 2012 11 : 23
    0
    질문이 정보의 비밀이면 암호화 방법이 취소되지 않은 것입니다.
  3. 나는 그렇게 생각한다.
    나는 그렇게 생각한다. 28 9 월 2012 00 : 29
    0
    또 다른 빈 정보 자료. 미국인들은 쓸데없는 목표를 가지고 무의미한 연구에 많은 돈을 썼으며 이제는 다른 사람들이 정보 공격을 사용하여 같은 노력을하도록 강요하고 싶어합니다. 그리고 그러한 기사의 저자 중 누구도 질문을하지 않았습니다. 메시지가 적에게 가로 채면 무엇이 잘못 되었습니까? 최신 암호화 방법을 사용하면 메시지를 해독하려면 지구상의 모든 (!) 최신 컴퓨터의 모든 사기를 사용해야하며 XNUMX 천 년 동안 작동해야합니다. 모두. 암호화 된 메시지를 숨기는 요점은 무엇입니까? 사소한 의미가 없습니다! 왜 김프 전체가? 원수를 허위 서클에 놓아 두십시오.
  4. 맘바
    맘바 28 9 월 2012 00 : 39
    +5
    이 기사는 양자 전자 분야의 완벽한 아마추어가 작성했으며 진주 수준의 많은 오류와 이국적인 공식으로 가득합니다.
    첫 번째 단락에서 저자는 광섬유에서 정보를 가로 챌 때 “수신인이나 발신인 모두 메시지가 차단되었음을 알 수 없습니다.". 그러나 두 번째 단락에서 "요청은 눈에 띄지 않을 것이다".
    진주 대신 "광자가 특정 그룹으로 전송" 광학 펄스가 1,3μm 또는 1,55μm의 파장에서 준 연속 모드로 동작하는 반도체 레이저로부터 광섬유를 통해 전송된다는 것을 기록하는 것이 더 낫다.
    소련에서는 최초의 양자 전자 모듈이 80 년대에 등장했습니다. 그들은 물론 정보 인코딩을 사용하여 섬유와 공중 모두에서 일할 수 있지만 어떤 이유로 저자는 다음을 고려합니다. "산업적 사용과 관련하여 첫 번째 솔루션은 2002-2004 년에만 나타났습니다."
    이해할 수없는 진주 : "양자 역학의 법칙에 위배되기 때문에 양자 통신 채널을 물리적으로 도청하는 것은 불가능합니다.". 그리고 여기 양자 역학이 있습니까?
    진주 "네트워크 노드에서 퀀텀이 손상되었습니다"신호를 중계 할 때 정보를 왜곡시키는 간섭을 일으킬 수 있음을 의미합니다.
    "지금까지 양자 연결은 두 물체 사이에서만 사용할 수 있으며, 단일 광자가 단순히 먼 거리에 도달 할 수 없기 때문에 두 물체 사이의 거리는 200km를 넘지 않아야합니다." 저자는 분명히 광섬유 통신 회선 (FOCL)이 오랫동안 존재했으며 80 년대 후반 대륙간이 된 이후로 존재한다는 것을 모릅니다.
    또한 거리가 멀수록 데이터 전송 속도는 초당 수백 비트까지 낮아집니다.. 이 경우 인터넷은 불가능합니다.
    다른 작가 진주를 응원했습니다 "혼란»광자 : "얽힌 광자의 전송은 1,3 와트의 레이저를 사용하여 수행되었습니다". 아마도 나는 평균 전력과 이상적인 빔 포커스를 가진 연속 적외선 레이저를 의미하여 깨끗한 산악 공기를 통해 인코딩 된 정보를 전송했습니다.
    매체에서의 산란 및 흡수로 인한 광 신호의 일반적인 감쇠를 저자는 "과학적으로"라고합니다. "양자 속성 손실". 아마도 가벼운 퀀 타는 그 자체가 그만 둘까요?
    정상적인 조건과 산에서 비행기로 전송 범위를 비교하면 저자는 이상한 결론을 내립니다. “공중 전송이 더 효율적”. 그러면 공간에서 레이저를 사용하여 정보를 전송하는 것이 더 효율적입니다.
    광자 편광을 사용한 정보 인코딩에 대해 들어 보지 못했습니다. 나는 오랫동안 양자 전자 장치를 사용하지 않았습니다. 그러나 레이저 자체가 편광 튜닝 모드에서 작동 할 수 있다고 생각하지 않습니다. 이를 위해 다른 장치가 필요합니다.
    일반적으로 물리학의 저자는 뚱뚱한 듀스입니다. 혀 그는 반도체 장치 공장을 방문한 사이리스터의 제조 기술을 테러라는 단어에서 테러리스트라고 부르는 저자를 상기시켰다. 그리고 기사 전체에서 약 XNUMX 번 정도입니다. 부정
  5. 통통한
    통통한 28 9 월 2012 00 : 59
    +2
    소위 말하는 90 년대. "패킷"통신, 압축 장비는 정보를 압축하고 ZAS로 암호화하며 "부분"또는 "패킷"의 형태로 1-2 초 만에 공중으로 날아갑니다. 리셉션에서 프로세스가 반전됩니다 (키를 알고 있음). 유일한 문제는 "패키지"의 작은 부피 였기 때문에 패키지는 증기 기관차 등으로 부분적으로 구동되었습니다. "에코". 음성 주파수 전신과 약간 비슷하지만 그렇지 않습니다. 통신은 공 전체에서 레이저없이 흔들 렸습니다. 라디오 중계와는 달리 핵폭발로 연결이 끊어진 것을 기억합니다. 그런 다음 전문가와 함께 하이킹을하면서 이국적인 프로젝트를 "리더"합니다.
  6. gregor6549
    gregor6549 28 9 월 2012 14 : 58
    0
    꽤 멍멍하지. 광 파장 범위에서의 통신 사용은 군사 통신 시스템뿐만 아니라 민간 통신 시스템에서도 오랫동안 사용되어왔다. 또한 무선 및 광섬유 케이블이 모두 사용됩니다.
    “예를 들어,“호주에서는”하나님이 잊고있는”프로젝트가 실행되고 있는데,이 프로젝트는 광대역 고속 연결이 거의 모든 가정과 회사로 확장 될 것입니다. (National Broadband Network) 광섬유 케이블이이 연결의 기초가됩니다. 사용이 어려운 곳에서는 마이크로 웨이브와 같은 광대역 무선 통신선이 사용될 것입니다. 그리고 필요한 경우 통신의 비밀은 데이터 전송에 사용되는 주파수에 관계없이 완전히 다른 방법으로 수행됩니다. 그래서이 기사의 요점은 무엇입니까?
    1. 골리 코프
      골리 코프 3 10 월 2012 19 : 38
      +1
      나는 설명하려고 노력할 것이다. 하나의 양자로 무언가가 이루어지면 다른 하나에서도 마찬가지입니다.
      그. 나는 "그룹의 퀀타"를 생성합니다. 당신은 같은 것을 가지고 있습니다 (다른 사람들은 그것들을 가지지 않을 것입니다) – 나는 당신에게 암호화를위한 키를주었습니다. 그리고 오래된 계획에 따르면. 1GB를 생성 할 수 없기 때문에.
      그게 맘바인가요?