Szinte naponta jelennek meg hírek informatikai biztonsági sérülékenységekről, feltört és lehallgatott kommunikációról, adatlopásról, illetéktelen hozzáférésekről. A kvantumfizikai elvek alapján működő kvantumkommunikációs hálózatok lehetővé teszik a biztonsági szint növelését a jelenleg is alkalmazott titkosítási eljárásokban, védve ezáltal ezeket a rendszereket a rosszindulatú támadóktól.

„A Műegyetem Villamosmérnöki és Informatikai Karán (BME VIK) közel húsz éve foglalkozunk kvantumkommunikációs kutatásokkal és fejlesztésekkel. Az elmúlt időszakban több különböző technológiát és protokollt megvizsgáltunk és a gyakorlatban is megvalósítottuk, sőt, kutatócsoportunk tovább is fejlesztette ezeket” – mondta Imre Sándor akadémikus, a BME VIK Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék tanszékvezetője.

A kvantum alapú kulcscsere során két fél között osztunk meg egy titkos bitsorozatot, amelyet utána hagyományos, úgynevezett szimmetrikus kulcsú titkosító algoritmusokban használunk. Az április 29-én elvégzett kísérlet során a Magyar Telekom által biztosított optikai szálon küldtek át néhány fotonból álló jelet a BME kutatói a Magyar Telekom kelenföldi központja és a BME I épülete között, több mint 2 kilométeres távolságon.

Bár az elkészített rendszert laboratóriumi körülmények között már tesztelték a Műegyetem kutatói, a mostani volt az első alkalom, hogy azt gyakorlati körülmények között, egy távközlési szolgáltató élő hálózatán tudták kipróbálni. A mostani kísérlet során kicsivel több mint 2 kilométeres távolságon tudták demonstrálni a saját fejlesztésű rendszer működését, amelyhez a hardvert és a szoftvert is a BME-n készítették. A rendszer a közeljövőben egy budapesti kvantumkulcscsere-hálózat alapját fogja majd szolgálni.

A jövőt képviselő megoldásokat fejlesztenek

„A kísérletben egy olyan új, Magyarországon eddig nem tesztelt kvantumos titkosító technológiát próbáltunk ki, mely lehetővé teszi a ma ismert legbiztonságosabb információmegosztást. A teszt során arról is megbizonyosodhattunk, hogy a Magyar Telekom megfelelő optikai összeköttetést tud biztosítani kvantumkommunikációs berendezések között” – mondta Kis Zsolt, a Wigner Fizikai Kutatóközpont munkatársa, aki a műegyetemi fejlesztőcsoportot vezeti.

„2012 óta foglalkozunk kvantumkulcs-szétosztó rendszerek fejlesztésével. Ennek a különleges világnak a megértéshez villamosmérnökök, fizikusok és informatikusok közös munkájára van szükség. Büszkék vagyunk arra, hogy a mostani kísérletünkbe is több alapszakos és mesterszakos hallgatónkat is be tudtuk vonni, hiszen így első kézből szerezhetnek gyakorlati tapasztalatot a jövő technológiájáról” – hangsúlyozta Bacsárdi László, a BME Mobil Kommunikáció és Kvantumtechnológiák Laboratórium vezetője.

A kísérleti elrendezés a Műegyetem laborjában (Képek: BME VIK)

„A Magyar Telekom műszaki csapata mindig nyitott volt és élen járt az új technológiák alkalmazásában, illetve az erre épülő innovatív szolgáltatások kialakításában, bevezetésében. Bár a kvantum alapú kulcsszétosztás, a kvantumkommunikáció még erősen kutatási fázisban van, de hiszünk abban, hogy az ilyen közös K+F munkák során tudjuk biztosítani kollégáink számára a naprakész tudást, illtetve meg tudjuk alapozni a jövő telekommunikációs szolgáltatásait.

Ezért is öröm számunkra, hogy hozzájárulhatunk a Műegyetemen fejlesztett megoldások teszteléséhez, kiértékeléséhez. A BME Villamosmérnöki és Informatikai Karával több mint egy éve működünk együtt kvantumkommunikációs területen, amelyet szeretnénk további közös munkákkal folytatni” – tette hozzá Babics Emil, a Magyar Telekom Transport Networks Tribe Chapter Leadje.

A Műegyetemen fejlesztett berendezésben egy úgynevezett második generációs kvantumkulcscsere-protokollt valósítottak meg, amely a foton kettős természetéből a hullám tulajdonságot használja ki. A folytonos változójú kvantumkulcsszétosztás során 60-80 fotonból álló fotoncsomagot juttattnak el az egyik végpontból a másikig, majd megmérik a beérkező jelet. Egy nagyon alacsony intenzitású fényáramot kell detektálni, ehhez egy speciális mérési berendezést, úgynevezett homodin detektorokat használtak. A biztonságot pedig a fotonok részecske természete biztosítja, mely itt abban nyilvánul meg, hogy nem lehet őket pontosan lemásolni.

(Címlapkép: illusztráció, Adobe Stock)