В издании Optics Express оптического общества (OSA) исследователи излагают схему передачи квантовых ключей с высокой скоростью, чтобы обеспечить безопасность данных, компенсируя неизбежное перемещение руки человека. В их прототипе совокупности употребляются сверхбыстрые светодиоды и подвижные зеркала для отправки тайного ключа со скоростью более 30 килобайт в секунду на расстояние 0,5 метра.«Идея пребывает в том, что этот гаджет будет мобильным объектом, что общается с чем-то фиксированным», — сказала Айрис Чой из Оксфордского университета, одна из авторов статьи. При интеграции, например, в сотовый телефон, устройство имело возможность бы снабжать надёжные соединения с совокупностями мобильных платежей ближнего радиуса действия и внутренними сетями Wi-Fi.
Это также может повысить безопасность и помочь банкоматов не допустить атаки со скиммингом банкоматов, каковые, по оценкам, обходятся отрасли более чем в 2 миллиарда долларов в год.Ключи из светаРазработка представляет собой квантовую совокупность распределения ключей.
Квантовое распределение ключей основано на линиях одиночного фотона для предоставления бита — 1 или 0 — для криптографического ключа, что может зашифровать и расшифровать эти. Квантовые ключи считаются надёжными, по обстоятельству того, что, если кто-то перехватит квантовые биты и затем передаст их, сам процесс их измерения поменяет их.
«В то время, в то время, когда перехватчик пробует подключиться к каналу, он изменяет содержание ключа», — сказал Чой. «Мы не говорим, что эта разработка может не допустить подслушивание, но если вы подслушиваете, мы знаем, что вы в том месте».Совокупность содержит шесть светодиодов с резонансным резонатором, каковые снабжают перекрывающиеся спектры света. Любой из шести фильтруется с различной поляризацией, разбит на пары, чтобы представить единицы и нули — горизонтальный или вертикальный, диагональный или антидиагональный, круговой левый или круговой правый. Светодиоды с круговой поляризацией предоставляют биты для ключа, в то время как другие пары употребляются для измерения безопасности канала и исправления ошибок.
Каждые четыре наносекунды один из каналов генерирует импульс длительностью одну наносекунду в случайном порядке. В противном случае, шесть поляризованных приемников улавливают свет от соответствующих светодиодов и преобразуют фотоны в ключ.
Очень важно не давать потенциальному сопернику знать, какой канал имеет какую поляризацию, по обстоятельству того, что это покажет, какие конкретно конкретно биты были отправлены, но всегда будут мелкие изменения в длине волны, излучаемой каждым светодиодом, что может служить для их идентификации и определения хакер способ взломать код. Исследователи решили эту проблему, оснастив передатчик и приёмник фильтрами, каковые отбирают только часть света, исходя из этого все они светятся одним и тем же цветом, независимо от того, какую поляризацию они создают.Управление лучом
Квантовый ключ должен быть достаточно продолжительным, чтобы преступник не мог его взломать, легко предугадав наугад. Это требует, чтобы совокупность передавала большое количество битов менее чем за секунду.
Достижение такой высокой скорости передачи данных, со своей стороны, требует, чтобы большая часть фотонов попадала в том направлении, где они должны были идти.В следствии, по словам Чоя, самоё серьёзным новшеством прототипа имеется совокупность рулевого управления.
Помимо этого у кого-то, кто пробует держаться идеально, в руке имеется перемещение. Исследовательская пара измерила это перемещение, посмотрев, как точка лазерной указки дрожала, в то время, в то время, когда человек пробовал удерживать ее. Затем они оптимизировали элементы конструкции совокупности управления лучом, такие как ширина полосы и поле зрения, чтобы компенсировать это перемещение руки.
Чтобы оказать помощь детектору правильно выровняться с передатчиком и дополнительно исправить перемещение руки, и приемник, и передатчик содержат примечательный светодиод, цвет которого отличается от цвета светодиода распределения квантового ключа, что действует как маяк. Датчик положения на другой стороне измеряет верное размещение маяка и перемещает зеркало микроэлектромеханической совокупности (MEMS), чтобы выровнять входящий свет с волоконной оптикой детектора.
Команда проверила собственную идею на портативном прототипе, сделанном из готового оборудования. Чой объявил, что дизайн, быть может, вероятно легко миниатюризировать, чтобы перевоплотить совокупность в практический компонент для мобильного телефона таких брендов, как Nokia, каковые учавствовали в изучении.
Улучшение протокола при сохранении того же оборудования может также увеличить скорость передачи, и смогут быть внесены другие трансформации, разрешающие устройству трудиться на громадных расстояниях, например, подключаться к концентратору Wi-Fi.