Сбербанк неожиданно раскритиковал технологию квантовых коммуникаций, внедрению которой в настоящее время большое внимание уделяет государство. В банке полагают, что вокруг квантовых коммуникаций складываются такие же завышенные ожидания, как ранее были в отношении технологии блокчейн, и более перспективными считают математические алгоритмы защиты информации.

На «Форуме будущих технологий», прошедшем с участием Президента России Владимира Путина, состоялась интересная дискуссия относительно квантовых коммуникаций. Если большинство выступающих говорили о перспективах данной технологии и планах ее внедрения, то в Сбербанке усомнились в целесообразности использования квантовых коммуникаций.

Для начала — минутка теории. Обмен информацией по открытому (незащищенному) каналу шифруется, чтобы не позволить третьей стороне прочитать эту информацию. Само шифрование относительно несложно, но чтобы оно успешно работало — передающая и принимающая стороны должны обменяться так называемыми «ключами шифрования», которые синхронизируют процесс дешифровки с процессом шифрования.

Существует три основных способа обмена ключами:

Самый надежный способ шифрования, синхронный, предполагает предварительный обмен ключами шифрования через заведомо защищенный канал (например, ключ привозит фельдкурьер в запечатанном пакете). Именно такой способ используется в государственных информационных системах с повышенными требованиями к защите данных. Но этот способ – наиболее трудоемкий и дорогостоящий.

Наиболее распространенным способом шифрования сейчас является открытое распределение ключей, которое не предполагает предварительной передачи ключей. В основе метода лежат односторонние математические функции, которые в настоящее время практически невозможно расшифровать (если вкратце — потому что сложно вычислить аргумент по известному значению заданной функции).

Но именно системы с открытым распределением ключей и будут подвергнуты опасности дешифровки со стороны квантовых компьютеров.

В этой связи появился третий способ шифрования передаваемой информации – с помощью квантового распределения ключей (КРК). Такой способ также не требует предварительного распределения ключей шифрования, но, по утверждению ученых-физиков, данные нельзя будет расшифровать с помощью квантовых компьютеров: устройства квантовых коммуникаций позволяют двум сторонам генерировать на расстоянии случайные двоичные последовательности (квантовые ключи), причем попытка вторжения будет гарантировано обнаружена.

Летом 2023 г. Правительство утвердило Концепцию регулирования квантовых коммуникаций. В России уже есть свои производители оборудования для квантовых коммуникаций: это «СМАРТС -Кванттелеком» (подразделение бывшего поволжского сотового оператора СМАРТС, работает вместе с петербургским ИТМО), «Инфотекс» и «КуРэйт».

Между прочим, Сбербанк протестировал работу квантовых коммуникаций еще в 2017 г., рассказал начальник управления криптографии, аутентификации и идентификации департамента кибербезопасности кредитной организации Алексей Качалин. Технически все аспекты были отработаны, однако в банке полагают, что данная технология не несет защиты от релевантных угроз информационной безопасности.

Между тем в мире уже появились публикации о компрометации физических основ квантового распределения ключей.

Самым простым способом такой атаки является уже давно рассмотренная всеми атака перехвата и пересылки фотона. Так как при этой атаке фотоны дальше по линии связи не пропускаются, а пересылаются уже новые фотоны, то эта стратегия называется непрозрачной.

Если объяснять совсем на пальцах — злоумышленник может взять комплект приемного оборудования, и врезаться с ним в линию квантовой связи, принимая (и расшифровывая) трафик точно так же, как это делает настоящий получатель. При этом, разумеется, настоящий получатель ничего не получит. Однако злоумышленник может взять и комплект передающего оборудования, соединиться с получателем — и отправлять ему ранее перехваченный (и расшифрованный) поток данных, заново закриптовав его.

Внимание, вопрос: каким образом такой «посредник» может быть обнаружен на передающем или приемном конце линии? Для передающего конца — он выглядит как законный получатель. Для приемного конца — он выглядит как законный отправитель. Квантовое распределение ключей в этом случае прекрасно работает, распределяя ключи для злоумышленника.

В общем, есть мнение, что «квантовые коммуникации» — это одна большая панама. Чисто теоретически разработчикам удалось создать канал, к которому не может подключиться третий участник без повреждения потока информации — то есть этот канал нельзя «слушать» третьему. Но от перерубания канала в середине и вставки в него приемно-передающего посредника это никак не спасает.

Более того — такие «посредники», на которых происходит перекриптование информации (то есть её дешифрование внутри оборудования с новым криптованием) неизбежно будут присутствовать на сколько-нибудь длинной квантовой линии связи. Просто потому, что фотоны в волокне затухают и теряются — а попытка их «регенерировать» на физическом уровне немедленно нарушит целостность квантового канала. Единственный способ регенерировать поток — это принять его, расшифровать, затем снова зашифровать и передать по следующему куску оптоволоконной линии. А это означает, что внутри узла-регенератора информация присутствует в расшифрованном виде. Вот вам и точка уязвимости.

Разумеется, причина того, что Сбербанк «усомнился в квантовых коммуникациях», совершенно не в этом. Это всё — лишь прикрытие. Просто Сбербанк на этом ничего попилить не может. Вот и вся тема. Ему нечего предложить госзаказу. Там другие эту корову доят.

«Более перспективным» Сбер считает использование математических алгоритмов и постквантовой криптографии. Использование математических решений, с его точки зрения, будет выгоднее закупки дополнительных дорогостоящих устройств.

Да-да — даже сломанные часы дважды в сутки показывают точное время.