Группа нидерландских ученых воспользовалась принципами квантовой механики для создания практически неуязвимого для злоумышленников метода аутентификации ключа на кредитных картах. «Квантово-безопасная идентификация» позволяет опознать настоящего владельца объекта, даже если ключевая информация (о структуре карты, например) попала в руки хакеров – благодаря квантовым свойствам света. Об открытии сообщается в журнале Optica и в пресс-релизе Американского оптического общества.
Обычные карты с магнитной полосой просто использовать, но легко и скопировать. В последнее время банки начали выпускать так называемые смарт-карты, где для аутентификации и укрепления безопасности применяются микропроцессорные чипы. Однако, несмотря на много степеней защиты, всегда остается возможность, что преступники, получив информацию о содержимом карты, могут создать (эмулировать) ее точную копию. Новый подход позволяет избавиться от такого риска – благодаря квантовым свойствам фотона, пребывающего одновременно в нескольких местах.
Небольшое число фотонов излучают на участок карты, фиксируя рисунок их траектории. Поскольку в квантовом мире один фотон может существовать в нескольких местах, для создания сложного узора достаточно нескольких частиц. Но главное другое: любая попытка подсмотреть эту процедуру аутентификации обрушит квантовую природу света и уничтожит передаваемую информацию.
Что касается практического применения, то на кредитную карту можно нанести тонкий слой белой краски, содержащей миллионы наночастиц. Потом, с помощью лазера, фотоны попадают на краску и ударяются о наночастицы, подобно металлическим шарикам в пинболе – и в конце вылетают обратно, создавая уникальный рисунок.
Если проецировать на карту обычный свет, то хакерам будет легко определить и скопировать узор, и банк не различит настоящую кредитку от поддельного сигнала, подаваемого злоумышленником. Но если бросить на карту квантовые фотоны, то рисунок их отражений будет содержать больше световых пучков, чем фотонов.
«Вы будто бросаете на землю десять шаров для боулинга и получаете 200 отдельных ударов. Просто собрав десять шаров, невозможно воспроизвести рисунок их падения. А если вы попытаетесь пронаблюдать за процессом падения, это разрушит всю систему», — рассказал ведущий автор исследования Пепин Пинксе (Pepijn Pinkse).
По словам ученого, этот метод обеспечения безопасности требует самых простых технологий (лазеры и проекторы), дешев, годится для защиты не только карт, но и машин. Наконец, ему не нужны секретные коды, которые всегда могут быть украдены.