Квантовые вычисления скоро могут помочь защитить энергосистему
В то время как эксперты по кибербезопасности давно знали, что энергосистема США находится под угрозой хакеров, недавние вторжения сделали усиление ее защиты еще более критичным. Квантовая передача ключей (QKD) - это одна из технологий, которая может помешать хакерам молча захватить части сетки. Несмотря на то, что это было одно из первых применений для квантовых вычислений, постулируемых, технические препятствия не позволяли использовать его в масштабе нашей электросети до недавнего времени. Но совместная программа между Ок-Риджем и Лос-Аламосской национальной лабораторией достигает одного рубежа в другом, превращая его в реальность.
Проблема с распределением ключей
В системах шифрования с симметричным ключом, часто используемых для безопасной связи в сенсорных сетях, двум сторонам необходимо обмениваться секретным ключом, не раскрывая его потенциальному перехватчику. В локальных приложениях это часто можно сделать прямым обменом. Но когда защищенная система представляет собой распределенную сеть, такую как электросеть, существует вероятность того, что кто-то сможет украсть ключ в пути между узлами. Можно встроить ключ в оборудование до его предоставления, но у него есть свои проблемы. Таким образом, способ гарантировать, что полученный ключ не был прочитан третьей стороной в пути, был бы очень ценным.
Как Распределение Квантовых Ключей Обнаруживает Хакеров
В традиционных цифровых сетях нет естественного способа определить, кто-то еще подключается и читает данные. Таким образом, отправка предположительно закрытого ключа по сети подвержена прослушиванию. И пока ключи не будут обменены, не существует способа отправить ключ в зашифрованном виде.
Вот тут-то и приходят квантовые вычисления. Поскольку процесс чтения квантовых битов, называемый кубитами, меняет их, если данные были прочитаны или подделаны в пути, статистический анализ, проведенный двумя сторонами, может обнаружить его. Это не гарантирует, что у них будет безопасный канал, но Квантовое распределение ключей (QKD) действительно гарантирует, что они узнают, действительно ли они смогли безопасно обменять необходимый ключ. Оттуда данные могут быть зашифрованы с использованием любого протокола.
Как Оук-Ридж и Лос-Аламос масштабируют QKD к энергосистеме
К сожалению, кубиты не сохраняют свое состояние (связность) очень долго. Таким образом, даже при движении по оптоволоконному кабелю со скоростью света, расстояния передачи для QKD ограничены. Скорости до 1 Мбит / с были достигнуты за несколько километров и всего несколько бит / с за сотню километров. Это означает, что пересечение национальной энергосистемы требует серьезных прорывов или использования посредников.
Национальные лаборатории Ок-Риджа и Лос-Аламоса работают над многоэтапным проектом, направленным на решение этой и других проблем и превращение QKD в сеть. Совсем недавно они успешно продемонстрировали QKD по сетке между двумя различными наборами аппаратного и программного обеспечения, что также является обязательным требованием, поскольку энергосистема США представляет собой набор оборудования и систем от различных поставщиков. Они сделали это в партнерстве с EPB Energy, которая предусмотрительно проложила оптоволоконные кабели вдоль своих линий электропередачи.
В ходе демонстрации каждая из систем лабораторий сгенерировала ключ, который был отправлен с использованием QKD на защищенный промежуточный узел. Промежуточный узел сгенерировал третий ключ, который, в свою очередь, был предоставлен в частном порядке конечным точкам двух лабораторий, что позволило начать защищенную передачу данных. Затем лаборатории должны работать над QKD на больших расстояниях, возможно, включая способ включения силовых подстанций в качестве ключевых реле. В то же время, ORNL и LANL уже лицензировали некоторые из своих технологий квантовых вычислений для промышленности.
[Изображение предоставлено EPB Energy]
Читать далее
IBM обещает в 2021 году ускорение квантовых вычислений в 100 раз
Intel планирует в этом году ускорить квантовые рабочие нагрузки до 100 раз благодаря новым программным инструментам и улучшенной поддержке классических и квантовых рабочих нагрузок.
Google стремится сделать квантовые вычисления жизнеспособными к 2029 году
Google включен на следующий Moonshot с Quantum Ai Campus, где он надеется создать полезный, исправленный ошибками квантовой компьютер в течение следующего десятилетия. Десять лет могут звучать как долгое время, но это не будет легко взломать квантовые вычисления.
Как работают квантовые вычисления?
Мы все много читали о квантовых вычислениях и их перспективах для компьютерных прорывов. Но нелегко понять, как это на самом деле делает свою магию. Мы расскажем вам об основах и о том, как это работает, чтобы понять, почему это так увлекательно.
Вы можете начать новую карьеру в облачных вычислениях с этим обучением
Получите навыки и сертификаты, необходимые для успеха в облачном мире, с комплектом сертификации Essential Microsoft Azure всего за $ 29,99 - скидка более 95% в течение ограниченного времени.