Ricercatori dimostrano la sicurezza della crittografia quantistica
Scienziati in Belgio e Spagna hanno dimostrato per la prima volta che i nuovi sistemi di crittografia quantistica sono molto più sicuri degli attuali sistemi di sicurezza. L'UE ha sostenuto la ricerca attraverso il progetto Q-ESSENCE ("Quantum interfaces, sensors and communication based on entanglement"), che ha ricevuto quasi 5 milioni di euro dal tema "Tecnologie dell'informazione e della comunicazione" (TIC) del Settimo programma quadro (7° PQ) e il progetto PERCENT ("Percolating entanglement and quantum information resources through quantum networks"), che ha ottenuto 700.000 euro come parte di uno Starting Grant del Consiglio europeo della ricerca (CER) nell'ambito del 7° PQ. Lo studio è stato pubblicato nella rivista Nature Communications. Secondo ricercatori dell'Université Libre de Bruxelles (ULB), in Belgio, e dell'Istituto di scienze fotoniche a Barcellona, in Spagna, utilizzando chiavi generate con l'uso di particelle quantistiche, la trasmissione di dati può essere garantita proprio dalle leggi della fisica. Le leggi della meccanica quantistica affermano che osservare una particella nel suo stato quantico di fatto modifica quello stato, ciò significa che nei casi in cui le particelle quantiche sono usate come chiavi nella trasmissione di dati, lo "spionaggio" può essere scoperto facilmente e immediatamente. Come fanno notare i ricercatori nel loro lavoro, "Un problema centrale nella crittografia è la distribuzione tra gli utenti distanti di chiavi segrete che possono essere usate, ad esempio, per la cifratura sicura di messaggi". Essi affermano che "questo compito è impossibile nella crittografia classica a meno che non si facciano supposizioni sul potere computazionale di chi ascolta di nascosto. La distribuzione a chiave quantistica (QKD), d'altro canto, offre sicurezza contro avversari che dispongono di un potere di elaborazione illimitato". Questo è stato il principio dietro a tutti i principali sistemi di crittografia quantistica sul mercato, ma dei punti deboli nel modo in cui questi sistemi sono stati implementati nel passato li ha lasciati esposti ad attacchi da parte di "hacker quantistici", spingendo i ricercatori a cercare mezzi più efficaci per proteggere i dati. Sulla base di un lavoro dello studente post dottorato Jonathan Barrett, i ricercatori alla ULB hanno sviluppato una metodologia che non era basata sull'identificazione di cambiamenti nello stato quantico delle particelle. Invece, i dispositivi quantici sono stati usati come "scatole nere" che ricevono e trasmettono dati; e la sicurezza della chiave quantica può essere garantita a condizione che sia il mittente che il ricevente possano rilevare determinate correlazioni tra i dati prodotti dalle loro rispettive scatole. Tutto questo non solo rende qualsiasi tentativo di spiare i dati del tutto inutile, ma porta anche la sicurezza della trasmissione dati al limite della nostra attuale comprensione delle leggi della fisica. Ciò che rimaneva da dimostrare, tuttavia, era che questo nuovo approccio era veramente sicuro, poiché i test si erano concentrati soltanto su pochi attacchi limitati. Ciò che i ricercatori Stefano Pironio, della facoltà di scienze della ULB, e Lluis Masanes e Antonio Acín, dell'Istituto di scienze fotoniche a Barcellona, hanno mostrato è che questo nuovo approccio permette di generare le chiavi a un ritmo ragionevole, comparabile a quelli già usati nei sistemi esistenti, assicurando quindi la sicurezza completa del sistema. I ricercatori scrivono su Nature Communications che il loro lavoro fornisce "un formalismo generale per dimostrare la sicurezza" dei protocolli della distribuzione a chiave quantistica. "Questo è fatto in funzione della più forte nozione di sicurezza, una sicurezza universalmente componibile, secondo cui la chiave segreta generata dal protocollo è indistinguibile da una chiave segreta ideale," spiegano. Anche se la loro "prova" si basa su una supposizione secondaria riguardante il modo in cui funzionano i dispositivi quantici, i risultati della ricerca mostrano abbastanza chiaramente che questo nuovo approccio è effettivamente possibile in linea di principio, aprendo la strada a forme più sicure di crittografia quantistica. Gli scienziati concludono: "Il nostro lavoro contribuisce a ridurre il divario tra le prove teoriche della sicurezza e le realizzazioni pratiche della distribuzione quantistica di chiavi."Per maggiori informazioni, visitare: ULB: http://www.ulb.ac.be Nature Communications: http://www.nature.com/ncomms Q-ESSENCE: http://qurope.eu/projects/qessence
Paesi
Belgio, Spagna