A kvantumtechnológián alapuló módszerek napjaink informatikai fenyegetéseire nyújthatnak megoldást.

Hazánkban a Műegyetem kutatói hajtották végre a jövő kvantumhálózatának első sikeres magyar tesztjét, amely a kvantum alapú kulcscsere gyakorlati megvalósítására fókuszál. A Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem (BME) kutatói április végén sikeresen demonstrálták a technológia életképességét a Magyar Telekom vállalat hálózatán.

Napjainkban szinte folyamatos rendszerességgel látnak napvilágot az informatikai biztonsági sérülékenységekről, feltört és lehallgatott kommunikációról, adatlopásról, valamint az illetéktelen hozzáférésekről szóló hírek. A kvantumfizika elvei alapján működő kvantumkommunikációs hálózatok lehetővé teszik a biztonsági szint növelését a jelenleg is alkalmazott titkosítási eljárásokban, védve ezáltal ezeket a rendszereket a rosszindulatú támadóktól.

„A Műegyetem Villamosmérnöki és Informatikai Karán közel húsz éve foglalkozunk kvantumkommunikációs kutatásokkal és fejlesztésekkel. Az elmúlt időszakban több különböző technológiát és protokollt megvizsgáltunk és a gyakorlatban is megvalósítottuk, sőt, kutatócsoportunk tovább is fejlesztette ezeket” – mondta Dr. Imre Sándor akadémikus, a BME Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék tanszékvezetője.

A kvantum alapú kulcscsere során két fél között osztunk meg egy titkos bitsorozatot, amelyet utána hagyományos, úgynevezett szimmetrikus kulcsú titkosító algoritmusokban használunk.

A BME kutatói az április 29-én elvégzett kísérlet során a Magyar Telekom által biztosított optikai szálon küldtek át néhány fotonból álló jelet a Magyar Telekom kelenföldi központja és a BME I épülete között.  Ez 2 kilométeres távolságot foglal magában. Habár az elkészített rendszert laboratóriumi körülmények között már korábban tesztelték a Műegyetem kutatói, a mostani volt az első olyan alkalom, hogy azt gyakorlati körülmények között, egy távközlési szolgáltató élő hálózatán tudták kipróbálni. A jövő kvantumhálózatának mostani kísérlete során kicsivel több mint 2 kilométeres távolságon voltak képesek demonstrálni a saját fejlesztésű rendszer működését. Ehhez a hardvert és a szoftvert is a BME-n készítették. A rendszer a közeljövőben egy budapesti kvantumkulcscsere-hálózat alapját fogja majd szolgálni.

„A kísérletben egy olyan új, Magyarországon eddig nem tesztelt kvantumos titkosító technológiát próbáltunk ki, mely lehetővé teszi a ma ismert legbiztonságosabb információmegosztást. A teszt során arról is megbizonyosodhattunk, hogy a Magyar Telekom megfelelő optikai összeköttetést tud biztosítani kvantumkommunikációs berendezések között” – mondta Dr. Kis Zsolt, a Wigner Fizikai Kutatóközpont munkatársa, aki a műegyetemi fejlesztőcsoportot vezeti.

Dr. Bacsárdi László, a BME Mobil Kommunikáció és Kvantumtechnológiák Laboratórium vezetője elmondta, hogy 2012 óta foglalkoznak kvantumkulcs-szétosztó rendszerek fejlesztésével. Ennek a különleges világnak a megértéshez villamosmérnökök, fizikusok és informatikusok közös munkájára van szükség. A mostani kísérletbe is több alapszakos és mesterszakos hallgatót tudtak bevonni. Ők így első kézből szerezhetnek gyakorlati tapasztalatot a jövő kvantumhálózatának technológiájáról.

A BME-n fejlesztett berendezésben egy úgynevezett „második generációs” kvantumkulcscsere-protokollt valósítottak meg.

Ez a foton kettős természetéből a hullám tulajdonságot használja ki. A folytonos változójú kvantumkulcs-szétosztás során 60-80 fotonból álló fotoncsomagot juttatnak el az egyik végpontból a másikig. Majd megmérik a beérkező jelet. Egy nagyon alacsony intenzitású fényáramot kell detektálni, amihez egy speciális mérési berendezést, úgynevezett „homodin detektort” használtak. A biztonságot a fotonok részecske természete biztosítja, mely itt abban nyilvánul meg, hogy nem lehet őket pontosan lemásolni.