המהפכה הקוונטית לא תוכל להתקיים בלי תקשורת מאובטחת

חגי איזנברג, מדען ראשי בחברת QuantLR ופרופסור במכון רקח לפיזיקה באוניברסיטה העברית שיתף את המשתתפים בכנס ChipEX2020 Digital באתגרים העומדים בפיתוח הצפנה קוונטית של סיבים אופטיים, שלא תהיה פריצה גם על ידי אלגוריתמים קוונטיים

פרופ' חגי איזנברג, האוניברסיטה העברית. צילום באדיבותו
פרופ' חגי איזנברג, האוניברסיטה העברית. צילום באדיבותו

כמו כל דבר גם את המיחשוב הקוונטי אפשר לחלק לשלושה חלקים: עיבוד קוונטי , תקשורת (שידרוג של שני תחומים שמהווים גם היום את הבסיס של המיחשוב) ובנוסף – תחום חדש – שימוש באלגוריתמים ובשיטות קוונטיות לשיפור מכשירי מדידה (לדוגמה CT בגודל של קופסת נעליים).

פרופ’ חגי איזנברג, מדען ראשי בחברת QuantLR ופרופסור במכון רקח לפיזיקה באוניברסיטה העברית שיתף את הצופים בכנס ChipEX2020 Digital שיתקיים ב-16 בספטמבר באתגרים העומדים בפיתוח הצפנה קוונטית של סיבים אופטיים, שלא תהיה פריצה גם על ידי אלגוריתמים קוונטיים. איזנברג הוא פיזיקאי

“בתחום העיבוד או החישוב הקוונטי אנו רוצים שגם תאי החישוב וגם השערים הלוגיים יעבוד לפי תורת הקוונטים – כלומר שיש בהם אפשרות לטפל בו זמנית בהרבה יותר מאשר אפסים ואחדים, ובתחום התקשורת – אם נוכל להעביר ביטים קוונטיים ממקום למקום נוכל ליצור קווי תקשורת בטוחים יותר.

“כשמדברים על הצפנת קו תקשורת בטכנולוגיה הנוכחית צריך להשתמש בגישה רב שכבתית אבל השכבה החשובה ביותר היא השכבה הראשונה – יצירת סוד משותף. האנשים שמתקשרים אחד עם השני צריכים שיהיה להם מפתח משותף שיהיה רק לשניהם והוא יועבר באמצעות שרשרת סודית של ביטים. כל השכבות יקרסו אם המצותת יוכל לחקות את מה שעשינו בשלבי ההצפנה האחרים בהתבסס על המפתח. השלב הזה היום בתקשורת נעשה בעזרת אלגוריתמים שהכי נפוץ מביניהם הוא RSA , כאשר ה-S הוא על שמו של פרופ’ עדי שמיר ממכון ויצמן ,המבוסס על מפתח ציבורי ומפתח פרטי.

מה שמשותף ל-RSA ולשיטות אחרות היא שבמרכזן עומדת חידה מתמטית שקל לשאול אותה אבל קשה לענות עליה, במקרה של RSA מדובר בהכפלה של שני מספרים ראשוניים גדולים, כאשר אני יודע רק את התוצאה הסופית ולא את המספרים שהוכפלו. “הדגש הוא שקשה מאוד לפרוץ את השיטות האלה, אבל לא בלתי אפשרי. אם אתן לך את המספר 15 ובסוף תגיד 3 כפול 5. כל הזמן יש אתגרים באינטרנט של פיענוח המספרים הראשוניים הארוכים יותר ויותר. אנו גם יודעים שיש גופים שמצותתים למידע המוצפן ויפענחו אותו בהזדמנות הראשונה שבה הדבר יהיה אפשרי. ואולם יש גם מידע שאיננו מעונינים שייפתח גם בעוד הרבה שנים – כגון מידע בטחוני או מידע רפואי.”
“ובעיית הבעיות – התיאוריטיקנים שפיתחו את המחשב הקוונטי הראו לפני כ-25 שנה שאם וכאשר ייבנה מחשב קוונטי בקנה מידה מלא אפשר יהיה להריץ עליו אלגוריתמים שיפרצו את RSA באורח קל – בצורה יעילה ומהירה. עבור מחשב קוונטי הבעיה הזו קלה ביותר.”

“הפרוטוקול של ההצפנה הקוונטית הופיע כבר בשנת 1984, בלי שזה בכלל היה רלוונטי. אף אחד גם לא ניסה ליישם אותו אבל ברגע שהבינו שהמחשבים הקוונטיים קיימים גם הפרוטוקול הזה אומץ. אם אשתמש במפתח קוונטי אוכל לייצר הצפנה בלתי פריצה. החברה שלנו והטכנולוגיה הזו בכלל מחפשת דרכים איך לקחת רשתות תקשורת אופטית קיימות ובמינימום שינויים ומינימום השקעה כספית להעביר להם את ההצפנה. צריכים להעביר פוטונים בודדים. יכולים להשתמש באותם סיבים שמשמשים לתקשורת היום, ולשלב את ההצפנה על רשתות התקשורת.”

בפאנל, שהונחה בידי רוני ליפשיץ, עורך, אתר TechTime, סיפר אייזנברג כי מדובר באחד היישומים הראשונים המסחריים שניתן לבנות אותו באמצעים קיימים. “לא צריך מאות מיליוני דולרים כדי לפתח אותו והוא נמכר כבר ומותקן והוא משתמש בביטים קוונטים. למעשה זה שילוב העברה של ביטים קוונטים בקווי תקשורת שמאפשרים הצפנה ברמה חדשה שלא הייתה אפשרית קודם”, הוא אמר.

הוא סיפר על השימוש באור שעושה החברה להעברת מידע. “אור הוא תופעה קלאסית אבל הוא מורכב ממנות מאוד קטנות שנקראות פוטונים, ובמספרים עצומים. אם אתה יודע לקדד, לשלוט וליצור אינפורמציה בכמות הזו אז אתה יכול לקיים תקשורת קווית – וזה לא רק למדוד שזה היה שם אלא גם לדעת למדוד אינפורמציה בחזרה. המומחיות של החברה שלנו היא לעשות את זה עם האמצעים הסטנדרטיים ביותר שקיימים שלקוחים מעולם התקשורת האופטית וההעברה בסופו של דבר היא בסיבים אופטיים בהם אנחנו מעבירים את היבטים הקוונטים ממקום למקום”, הוא סיפר.

יש לכם ציוד משלכם שיוצר זרם פוטונים?

“הציוד הזה נקרא לייזר של תקשורת וכל החוכמה היא לדעת איך לשלוט ובו ולבקר שבתוך בסיב האופטי יהיה רק פוטון אחד. זו הנחתה גדולה ומבוקרת, ומה שזה קשה זה לשים על הפוטון זה אינפורמציה קוונטית ואז למדוד את זה. כאמור אנחנו עושים את זה עם אמצעים מהמדף, של תקשורת קלאסית רגילה כדי להוזיל את זה, וגם כדי שתהיה אינטגרציה קלה לתוך המערכת”

עוד בנושא באתר הידען:

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

2 תגובות

  1. המהפכה הקוונטית תפרוץ ללא קשר לשאלה אם תהייה הצפנה קוונטית או לא, ולו רק כדי לפצח את כל השדרים שנשלחים בהצפנת RSA ודומותיה. לכל היותר יווצר פער של תקשורת לא חסינת ציתות, ועליה יתגברו בשלל שיטות כמו בלדרים מאובטחים שיישאו DOK עם מפתחות חד פעמיים מפה לשם, או שייסתכנו באבדן החיסיון (והכסף).

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן