Стремительное развитие вычислительной техники привело к тому, что, имея достаточно мощные компьютеры, злоумышленники могут относительно быстро, например, путем перебора комбинаций, расшифровать ключ практически любой длины. Кроме того, можно определить логику того, как случайный ключ формируется, либо взломать саму программу и получить доступ ко всем ключам сразу. Это грозит серьезным ущербом как для частных лиц, так и для коммерческих компаний или государственных органов.
Разработка ученых ЛЭТИ повысит безопасность передачи данных в системах связи будущего. В отличие от большинства программных реализаций, разработанное устройство генерирует ключи шифрования для передачи данных, которые будут практически неуязвимы для киберпреступников.
В основе разработки лежит оптическая пара из квантово-каскадного лазера и квантово-каскадного детектора, причем лазер работает в особом режиме случайной генерации. В результате такая оптопара способна генерировать последовательность импульсов случайной интенсивности. Лазер и детектор были созданы в ФТИ им. А.Ф. Иоффе в тесной кооперации с производственной компанией ООО «Коннектор Оптикс». Измерение и анализ генерируемых последовательностей проводились совместно в лаборатории магноники и радиофотоники СПбГЭТУ «ЛЭТИ» и лаборатории интегральной оптики на гетероструктурах ФТИ им. А.Ф. Иоффе. В результате было показано, что данные последовательности являются случайными, поэтому их можно использовать в качестве ключей шифрования. Случайность последовательностей была доказана тестами, специально разработанными национальным институтом стандартов США (National Institute of Standards and Technology - NIST).
«На основании проведенных тестов мы можем сказать, что созданное устройство является действующим прототипом генератора случайных последовательностей, которые могут применяться в качестве ключей шифрования для обеспечения защищенной передачи данных в передовых системах высокоскоростной связи. Кроме того, производство таких генераторов может быть освоено в короткие сроки, поскольку применяемые для этой разработки технологии интегральной фотоники доступны отечественной промышленности».
Руководитель лаборатории магноники и радиофотоники, профессор кафедры ФЭТ СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Алексей Устинов
Результаты исследования опубликованы в научном журнале «Письма в журнал технической физики». Проект реализуется в рамках программы развития СПбГЭТУ «ЛЭТИ» «Приоритет 2030».