Photon không gian giải pháp mới trong ngành mật mã

Cơ quan không gian Châu Âu ESA (European Space Agency) và các đối tác của mình đang nghiên cứu và thực hiện sử dụng vệ tinh để phân phối các ‘khóa’ bằng photon để tăng tính bảo mật trong ngành mật mã.

Mới đây ESA đã ký hợp đồng với SES Techcom để phát triển QUARTZ (Hệ thống thông tin mật mã lượng tử – Quantum Cryptography Telecommunication System): nền tảng cho phân phối khóa lượng tử – một dạng mã hóa thế hệ tiếp theo – và quản lý nó từ không gian.

Mật mã cổ điển được sử dụng trong Chiến tranh thế giới thứ II, giấu các thông điệp với các mã mã hóa và các khóa mã hóa được tạo ra bằng tay hoặc máy móc. Tin nhắn được giải mã bởi người nhận có khóa, mã hoặc thiết bị tương ứng.

Hiện nay các phương thức mã hóa như vậy được sử dụng rất phổ biến, các phương pháp thám mã và mã hóa đã phát triển thành các thuật toán, toán học hiện đại và có thể tạo ra ‘khóa mã hóa’ bằng cách kết hợp các thuật toán với các trình tạo số ngẫu nhiên. Chúng được sử dụng ở khắp mọi nơi:  trên trình duyệt web, mạng IT, cơ sở hạ tầng mặt đất cho năng lượng, nước hoặc vận chuyển, và thậm chí để bảo vệ các hệ thống vệ tinh quan trọng.

Tuy nhiên, những phát triển tiên tiến như máy tính lượng tử và kỹ thuật giải mã mới có thể để lại một số vấn đề và dễ bị tấn công, đó là lý do ESA đang nghiên cứu các công nghệ mã hóa mới để phân phối khóa lượng tử (QKD – Quantum key distribution ).

QKD là một lĩnh vực nghiên cứu đang phát triển áp dụng các đặc tính bảo mật dựa trên vật lý cơ bản cho các ứng dụng thực tế tiềm năng. Kết quả là một hệ thống phân phối khóa giữa hai bên theo cách không thể đánh chặn mà không phát hiện, do đó tăng thêm và bổ sung phân phối khóa truyền thống, nơi các thuộc tính bảo mật xuất phát từ toán học và khoa học máy tính.

Nó liên quan đến việc gửi số ngẫu nhiên giữa hai điểm, thông qua các photon, sau đó được sử dụng để tạo ra khóa. Lắng nghe về loại giao tiếp này đòi hỏi các photon phải được đo lường, thay đổi vĩnh viễn các đặc tính lượng tử của chúng, cảnh báo cho các chủ sở hữu rằng chùm tia đã bị chặn lại.

QKD ngày nay bị hạn chế bởi sóng mang truyền thống, sợi quang, vì điều này giới hạn bán kính mà thông tin có thể được truyền trên mặt đất chỉ vài trăm kilomet trước khi tín hiệu biến mất. Các nghiên cứu và thí nghiệm của ESA đã chỉ ra rằng các photon có thể được thu thập và phân phối trong không gian tự do, từ vệ tinh đến vệ tinh, từ vệ tinh đến mặt đất và ngược lại. Một vệ tinh mang chìa khóa có thể phân phối nó cho khách hàng ở bất cứ nơi nào trên trái đất.

QUARTZ là bước thương mại đầu tiên theo hướng này, nhằm cung cấp một hệ thống đáng tin cậy, có sẵn trên toàn cầu để thực hiện và phân phối các khóa. Theo QUARTZ và với sự trợ giúp của ESA, SES có kế hoạch phát triển nền tảng này là hệ thống QKD dựa trên vệ tinh có thể mở rộng, có khả năng mở rộng và thương mại để sử dụng trong các mạng phân tán theo địa lý.

Đây là một phần trong chương trình ARTES ScyLight (SeCure và Công nghệ truyền thông Laser) của ESA, hỗ trợ phát triển và triển khai các công nghệ quang học tiên tiến cho truyền thông vệ tinh và hỗ trợ ngành công nghiệp phát triển các cơ hội thị trường mới cho công nghệ truyền thông quang học.

Việc tiếp nhận công nghệ quang học thương mại được cho là bước đột phá tiếp theo trong thị trường satcom, giải quyết nhu cầu về tốc độ dữ liệu ngày càng tăng và truyền thông an toàn.

“QUARTZ là một ví dụ tuyệt vời về kết hợp các công trình nghiên cứu của cộng đồng khoa học và các yêu cầu của ngành tư nhân với sự hỗ trợ của chương trình ScyLight của ESA để phát triển các ứng dụng trong tương lai”, Magali Vaissiere, Giám đốc Viễn thông và Ứng dụng Tích hợp của ESA cho biết.

Nguồn: geospatialworld

You may also like...