Использование этих математических моделей поможет быстро и без потерь передавать информацию по квантовым каналам связи, которые создаются в России.
«В основе наших моделей – специальный вид квантовых функций. Они «превращают» классическую информацию в квантовые состояния фотонов. Эти функции были разработаны для преобразования алгоритмов в модели квантовых ветвящихся программ. Мы проанализировали их криптографические свойства, которые оказались обобщениями свойств классических криптографических хэш-функций на квантовый случай. Поэтому такие квантовые функции были названы нами квантовыми хэш-функциями. В настоящее время ведутся исследования по разработке и анализу криптографических протоколов на основе различных вариантов квантовых хэш-функций. Наш главный заказчик – Академия криптографии Российской Федерации. Системы защиты информации применяются не только военными. Большой интерес к нашим разработкам проявляют и банки, которые создают собственные квантовые каналы передачи данных», – говорит сотрудник кафедры теоретической кибернетики Института математики и механики Казанского федерального университета и научно-исследовательской лаборатории «СВЧ-проектирование» приоритетного направления "Астровызов" КФУ Марат Аблаев.
Недавно в журнале Lobachevskii Journal of Mathematics была опубликована статья, автором которой является М.Аблаев. В ней доказывается эффективность созданных учеными КФУ алгоритмов квантового хэширования. Квантовое хэширование (to hash в переводе с английского означает: рубить, шинковать, спутывать, перемешивать) – математический метод, основанный на принципах квантовой физики. При квантовом хэшировании классическая информация преобразуется в квантовое состояние фотонов, организованных специальным образом. Каждое такое состояние несет «прообраз» целого сообщения-пароля. Причем прочитать эту информацию может только тот, кто знает исходное сообщение-пароль. Такие свойства квантового хэширования, например, можно будет использовать для квантовой аутентификации пользователей различными системами: клиентов – терминалами банков, владельцев автомобилей – их автомобилями и т.д.
Созданные в КФУ криптографические алгоритмы хэширования будут способствовать быстрой и качественной передаче информации по квантовым сетям, защищенность которых основана на уникальных свойствах квантовых состояний объекта. В России и за рубежом сейчас тестируются квантовые оптоволоконные сети, где информация передается с помощью поляризованных фотонов (квантов света). Поскольку по законам квантовой механики состояние квантового объекта невозможно копировать (клонировать) и измерить дважды, то попытка взлома сети будет мгновенно зафиксирована.
«Вся информация по оптоволоконным квантовым сетям идет как пучок света. Мы знаем, как преобразовать этот «хаос» в текст, и не важно, какая это будет информация: письмо, денежный перевод или сообщение военных служб», – говорит математик.
Разработанные учеными Казанского федерального университета математические модели можно будет использовать не только для передачи информации по квантовым сетям и аутентификации. Когда будут созданы «полноценные» квантовые компьютеры, то алгоритмы, использующие информацию на основе квантового хэширования, пригодятся и для них. В этом случае квантовое хэширование повысит устойчивость квантовых алгоритмов к ошибкам. Такие теоретические разработки активно ведутся учеными Казанского федерального университета, отмечает Марат Аблаев.
Источник: Официальный сайт КФУ