Русский не тот, кто носит русскую фамилию, а тот, кто любит Россию и считает ее своим отечеством. /А.И. Деникин/

В Москве началась тестовая эксплуатация квантовой сети с открытым доступом


Рубрика: Новости России сегодня -> Наука и техника в России
Просмотров: 1061
В Москве началась тестовая эксплуатация квантовой сети с открытым доступом

Проект создания сетевых программных решений реализует Центр компетенций НТИ «Квантовые коммуникации НИТУ МИСиС. О ходе реализации проекта пишет интернет-журнал об инновациях в России „Стимул“. Разработкой и строительством сети занимались члены консорциума НТИ, среди которых Московский технический университет связи и информатики (МТУСИ), ООО „КуРэйт“ и компания — национальный чемпион „Код безопасности“.

О том, что такое квантовая сеть и что представляет собой московский эксперимент, „Стимулу“ рассказал директор Центра компетенций НТИ „Квантовые коммуникации“ НИТУ МИСиС, кандидат физико-математических наук Юрий Курочкин.

"Квантовая сеть объединяет в себе несколько узлов, в данном случае пять, соединенных между собой системами квантового распределения ключей, — пояснил он. — Такое соединение позволяет пробрасывать ключи и тем самым обеспечивать парой ключей два произвольных узла. С одной стороны, казалось бы, ключи — это что-то скучное, с другой — это то, на чем держатся все наши коммуникации: когда мы пользуемся WhatsApp, когда оплачиваем карточкой что-то в интернете, когда Штирлиц принимал радиошифровки».

Ключи можно передавать по-разному. Например, с доверенным курьером: несмотря на то что это самый старый способ, он до сих пор используется. Есть также разные математические алгоритмы, когда защита информации основана на вере, что никто не придумал как, например, быстро разложить составное число на простые.

По словам Юрия Курочкина, преимущество квантовой сети в том, что это первая в истории человечества технология, когда ключи передаются абсолютно секретным способом. То есть можно взять за основу законы физики и строгие математические доказательства и показать, что эти ключи не были перехвачены.

Юрий Курочкин

Директор Центра компетенций НТИ «Квантовые коммуникации» НИТУ «МИСиС», кандидат физико-математических наук Юрий Курочкин. Источник фотографии: пресс-служба НИТУ «МИСиС»

КАК МОЖНО БОЛЬШЕ УЧАСТНИКОВ

Опытная сеть, которую создает Центр компетенций НТИ «Квантовые коммуникации» НИТУ МИСиС, строится на основе существующих оптоволоконных линий. Она настроена так, что ее могут использовать заинтересованные организации в первую очередь для разработки современного программного обеспечения в сфере информационной безопасности, основанной на применении квантовых ключей. Результаты будут использоваться в инфраструктурных квантовых сетях, чтобы эксплуатировать их с максимальной пользой и эффективностью.

Предполагается создать новый подход к разработке квантовой сети через технологичную и доступную инфраструктуру. По мнению разработчиков, это может радикально поменять рынок квантовых коммуникаций.

«Сейчас рынок квантовых коммуникаций растет во всем мире, и он растет на ограниченном наборе приложений, построенных на квантовых ключах, — говорит Юрий Курочкин. — В основном это защита канала связи, то есть передачи информации из точки, А в точку Б. Но если посмотреть на классические приложения, то видно, что криптография и вообще защита информации используется очень широко. Большой потенциал и у квантовых ключей. Тем не менее разработчики систем квантовой криптографии могут сделать очень ограниченное число приложений для конечного потребителя с использованием квантовых ключей. Точно так же, как компания Microsoft в Windows делает довольно ограниченный набор приложений, большинство программ принадлежат сторонним разработчикам. Это и есть экосистемный подход».

В этом проекте могут участвовать как разработчики ПО, так и организации, желающие подключить опытные участки своей инфраструктуры для внедрения квантово защищенных решений, потребность в которых постоянно растет. Они смогут удаленно подключаться, запускать свои приложения на машинах, стоящих в квантовой сети, отлаживать эти приложения, демонстрировать своим потребителям.

Сейчас рост отечественного рынка квантовых коммуникаций ограничивается числом бизнес-приложений на основе квантовых сетей. Потребность в открытых сетях продиктована необходимостью разработки прикладного программного обеспечения, которое станет катализатором развития и использования всей экосистемы квантовых технологий.

«Примерами таких приложений могут быть распределенное хранение данных, квантово защищенный бэкап — резервное копирование, защита банковских транзакций, защита аутентификации, когда приходит СМС: „Подтвердите платеж“. То есть набор приложений может быть очень широким. И чем больше разработчиков занимается их реализацией, тем лучше», — говорит Юрий Курочкин.

Одно из самых известных приложений, которые уже реализованы, — квантово-защищенный VPN, который компания «КуРэйт» демонстрировала и в Газпромбанке, и в Сбербанке, и в «Ростелекоме», и в «Росатоме».

"В этом случае берется оборудование, которое уже стоит и обеспечивает защиту связи между двумя офисами, но это оборудование использует либо асимметричные ключи, которые могут быть взломаны квантовым компьютером, либо сознательно в систему вносится человеческий фактор и ключи переносят доверенные курьеры, — пояснил Юрий Курочкин. — Дополняя это оборудование системой квантового распределения ключей, мы, во-первых, можем обеспечить частую смену этих ключей, не раз в полгода-год, а раз в несколько секунд, а во-вторых, убираем из системы человеческий фактор".

Конфигурация квантово защищенного канала связи соответствует принятой в индустриальных сетях. Распределение квантовых ключей между доверенными узлами осуществляется оборудованием квантового распределения ключа (КРК) ООО «КуРэйт». У этого оборудования есть важное преимущество: оно работает на очень высоких скоростях генерации ключей, то есть может одновременно обеспечить не одного, а многих потребителей. Ключи формируются со скоростью до 30 кбит/с, этого достаточно для одновременного подключения более десяти высокоскоростных шифраторов. Их передача осуществляется по существующим оптическим линиям связи.

«Оборудование „КуРэйт“ может легко интегрироваться с разными потребителями ключей, — говорит директор Центра компетенций НТИ „Квантовые коммуникации“ НИТУ МИСиС. — Уже есть успешная интеграция с продуктами компаний „С-Терра“, „Код безопасности“, АМИКОН. Но мы хотим, чтобы число этих компаний значительно возрастало».

Оборудование «КуРэйт»

Оборудование «КуРэйт» может легко интегрироваться с разными потребителями ключей. Источник фотографии: пресс-служба НИТУ «МИСиС»

РАБОТАТЬ НА ОПЕРЕЖЕНИЕ

Оборудование КРК работает совместно со средствами криптографической защиты информации (СКЗИ) «Континент-4» производства ООО «Код безопасности». Компания видит в этом проекте большой потенциал. Квантовые технологии в будущем способны самым серьезным образом влиять на информационную безопасность, и внимание к этой проблеме на ранних этапах поможет создать превентивные механизмы защиты информации.

«Перспективность квантовых технологий заключается в появлении нового рынка решений по информационной безопасности и обеспечению цифрового суверенитета страны, — рассказал „Стимулу“ руководитель специальных проектов компании — национального чемпиона „Код безопасности“ Денис Головкин. — Например, Китай уже защитил с их помощью банковский сектор. Мы активно развиваем наши продукты с предоставляемыми квантовыми коммуникациями возможностями, чтобы предложить клиентам современные способы защиты информации. И уже видим отклик, когда заказчики просят больше рассказать о технологии. Создаваемые с нашим участием пилоты помогают на практике увидеть возможности квантовых технологий и подготовить специалистов, которые будут с ними работать».

Согласно дорожной карте развития квантовых технологий, утвержденной правительством РФ, в рамках проекта «Цифровые технологии» квантовая коммуникация призвана стать одной из основных технологий в обеспечении цифрового суверенитета России. Это беспрецедентный уровень защиты, основанный на фундаментальных законах квантовой физики.

«Компании IBM, Microsoft, Honeywell, D-Wave, Google, многие американские и европейские консорциумы активно работают над созданием квантового компьютера, — рассказывает Денис Головкин. — Мы понимаем, что он будет использоваться в том числе и для кибератак. А с удешевлением технологий злоумышленники получат большие вычислительные мощности для киберпреступлений. Поэтому важно на первых порах создавать средства защиты с помощью тех же квантовых технологий. Это могут быть средства шифрования передаваемой информации, системы выявления атак и так далее».

Для формирования цифрового суверенитета России с помощью квантовых технологий уже сделаны первые шаги. Например, сформирована стратегия национальной безопасности РФ, в которой большое внимание уделяется информационной безопасности и научно-техническому развитию государства. Тестовые разработки в области квантовых коммуникаций позволяют создать новое направление для российских разработчиков средств информационной защиты.

«Использование собственных решений гарантирует защиту от возможных кибератак, которые могли бы проводиться, если страна закупит иностранное оборудование, — поясняет Денис Головкин. — Собственные решения также защитят от возможных будущих санкций, когда средства информационной безопасности, купленные за границей, могут просто отключиться и оставить страну на растерзание киберпреступников».

Межвузовская квантовая сеть на момент запуска состоит из пяти узлов, располагающихся в зданиях университетов НИТУ МИСиС и МТУСИ. Сеть имеет открытую архитектуру и масштабируется по мере появления новых желающих для размещения дополнительных узлов коммутации. К ней могут быть подключены различные участники рынка: учебные заведения, коммерческие и государственные организации. В планах развития стоит реализация архитектуры сети с топологией «кольцо». Она позволит комплексно изучать вопросы, связанные с резервированием квантовых сетей.

По словам декана факультета «Сети и системы связи» МТУСИ Юрия Миронова, угроза возникновения квантового компьютера как инструмента взлома криптографических кодов увеличила скорость развития рынка квантовых коммуникаций как в России, так и за рубежом. Поддержка строительства квантово защищенных сетей инициирует рост создания как магистральных, так и городских квантово защищенных сетей, что уже сформировало спрос на специалистов в области квантовых коммуникаций на рынке труда. Опыт, полученный МТУСИ в рамках проекта, позволит выпустить кадры, способные проектировать и эксплуатировать такие сети, уже в 2023 году.

Алексей Андреев