Незабаром квантові обчислення допоможуть захистити мережу живлення

Хоча фахівці з кібербезпеки давно знають, що енергетична мережа США знаходиться під загрозою від хакерів, нещодавні втручання зробили її ще більш критичною. Одна з технологій, що має величезний потенціал для того, щоб хакери мовчки взяли на себе частини сітки, є розподілом квантових ключів (QKD). Незважаючи на те, як це було одним з перших застосувань для постулированних квантових обчислень, технічні перешкоди не дозволяли їй використовуватись у масштабах нашої електричної мережі до недавнього часу. Але спільна програма між Oak Oak Ridge і Los Alamos National Laboratories досягає одного етапу за іншим, щоб зробити його реальністю.

Проблема з розподілом ключів

У системах шифрування симетричних ключів, які часто використовуються для безпечного зв'язку в сенсорних мережах, дві сторони повинні обміняти секретний ключ, не розкриваючи його потенційному підслуховувачу. У локальних додатках це часто може здійснюватися шляхом прямого обміну. Але коли захищена система є розподіленою мережею, такою як енергосистема, є потенціал для того, щоб хтось вкрав ключ на шляху між вузлами. Можливо побудувати ключ до обладнання, перш ніж він буде наданий, але це має свої власні проблеми. Таким чином, спосіб гарантувати, що отриманий ключ не був прочитаний третьою стороною на маршруті, буде дуже цінним.

Як розподіл квантових ключів виявляє хакерів

З традиційними цифровими мережами не існує природного способу виявлення чи читання даних іншими користувачами. Отже, відправлення начебто приватного ключа через мережу схильне до підслуховування. І поки ключі не обміняються, немає способу надіслати ключ зашифрованим.

Ось тут приходить квантова обчислювальна техніка. Оскільки акт читання квантових бітів, що називається кубітами, змінює їх, якщо дані були прочитані або підроблені на шляху, статистичний аналіз, проведений двома сторонами, може виявити його. Це не гарантує, що вони матимуть безпечний канал, але розподіл квантових ключів (QKD) гарантує, що вони знатимуть, чи справді вони змогли безпечно обміняти необхідний ключ. Звідти дані можуть бути зашифровані за допомогою будь-якого бажаного протоколу.

Як Oak Ridge і Los Alamos масштабують QKD до енергосистеми

На жаль, кубіти не тримають свій стан (зв'язок) дуже довго. Таким чином, навіть якщо рухатися по волоконно-оптичному кабелю зі швидкістю світла, відстані передачі для QKD обмежені. Швидкості до 1 Мбіт / с були досягнуті за кілька кілометрів і всього за кілька біт / сек за сто кілометрів. Це означає, що подолання національної електромережі вимагає або великих проривів, або використання посередників.

Oak Ridge та Los Alamos National Labs працювали над багатофазним проектом для вирішення цих та інших питань, а також перетворили QKD на мережу в реальність. Зовсім недавно вони успішно продемонстрували QKD через сітку між двома різними наборами апаратних засобів та програмного забезпечення, а також вимогам, оскільки енергосистема США є печворком обладнання та систем від різних постачальників. Вони зробили це у партнерстві з EPB Energy, яка мала передбачення для запуску волоконно-оптичних кабелів поряд з лініями передачі.

Під час демонстрації кожна з систем лабораторій створила ключ, який було надіслано за допомогою QKD на захищений проміжний вузол. Проміжний вузол генерував третій ключ, який, у свою чергу, розділявся приватно за допомогою кінцевих точок двох лабораторій - що дало змогу запустити безпечно зашифровані дані. Далі, лабораторії повинні працювати на QKD на великих відстанях, можливо, включаючи спосіб залучення підстанцій влади як ключових реле. У той же час, ORNL і LANL вже ліцензували деякі свої технології для квантових обчислень промисловості.

[Зображення: EPB Energy]

Читати далі

Незабаром вакансії для AI можуть виглядати так. Ви готові?

Наше недавнє минуле показало нам, що ми можемо розробити тип машин, які незабаром відкриють абсолютно нове поле прибуткових та повноцінних робіт.

Процесори AMD Ryzen 5000 незабаром отримають адаптивне зниження напруги

AMD представить свою нову функцію Precision Boost Overclocking 2 з адаптивним недозволенням, починаючи з грудня. Ця функція буде обмежена процесорами Ryzen 5000.

Цей гігантський кіготь може незабаром очистити космічний мотлох

Прибирання космосу для запобігання зіткнень є великим замовленням, але ЄКА щойно профінансувала гігантський космічний пазур, який міг би показати шлях вперед.

Незабаром у НАСА буде вертоліт на Марсі

Ровер "Наполегливість" НАСА висадиться на Червоній планеті приблизно за місяць, але марсохід не буде єдиним нещодавно прибулим роботом-дослідником. Колісний робот несе на животі гелікоптер Марсової винахідливості, і NASA опублікувало зручний список речей, які слід знати про цю місію.