Репортаж от Wedoany，Исследователи Национального университета Сингапура (NUS) создали квантовый генератор случайных чисел (QRNG), способный активно проверять целостность собственного аппаратного обеспечения, что впервые позволяет отказаться от зависимости от сертификации производителя. Соответствующие результаты были опубликованы 5 июня в журнале «PRX Quantum».
Каждый криптографический ключ и безопасная транзакция зависят от непредсказуемых случайных чисел, однако до сих пор все генераторы случайных чисел требовали от пользователя доверия к тому, что базовое аппаратное обеспечение не будет взломано. С развитием квантовых вычислений это может стать критической уязвимостью. Чип, созданный командой NUS под руководством доцента инженерного факультета Чарльза Лима, способен в реальном времени проверять собственное измерительное оборудование, обеспечивая гарантии безопасности даже перед лицом атакующего, обладающего квантовыми вычислительными возможностями.
Эффективность детектора этого чипа достигает 69,1%, а текущая скорость передачи данных составляет 64 бита в секунду, что ниже скорости традиционных доверенных QRNG-устройств, превышающей 100 гигабит в секунду. Однако команда ожидает, что с помощью разработанного усовершенствованного фотодиода можно будет добиться повышения на пять порядков, до 68 мегабит в секунду, что укрепит потенциал его интеграции в системы безопасности в различных областях. Это новшество устраняет давнюю уязвимость всех генераторов случайных чисел (как классических, так и квантовых), а именно то, что достоверность измерительного оборудования ранее предполагалась, а не проверялась. В отличие от предыдущих конструкций, данный QRNG использует протокол, не зависящий от измерительного устройства (MDI), перенося бремя доверия с самого детектора на входной оптический сигнал. Чип подготавливает известные квантовые световые состояния, измеряет их с помощью встроенного детектора, а затем сравнивает выходные данные с теоретическими прогнозами, по сути, выполняя самокалибровку при каждой операции. Если производительность детектора отклоняется от ожидаемой, система останавливается, предотвращая высвобождение потенциально скомпрометированных случайных чисел.
Чип изготовлен по стандартному 200-миллиметровому пластинчатому процессу и работает при комнатной температуре. Общая эффективность встроенного детектора достигает 69,1%, что превышает минимальный порог протокола в 67%. Чип демонстрирует наивысший уровень безопасности на уровне чипа, даже перед лицом потенциального атакующего, оснащённого квантовым оборудованием, что является угрозой, с которой не могут справиться классические тесты.
«Измерительные блоки в квантовых генераторах случайных чисел традиционно трудно охарактеризовать, что затрудняет гарантию их фактической надёжности», — сказал доцент Лим. «Наше решение устраняет необходимость доверять этому блоку в процессе использования, полагая, что он работает в соответствии с заданными параметрами».
Сотрудничество с компанией Squareroot8 Technologies, занимающейся квантовой связью и созданной при NUS, было критически важным как для разработки протокола, так и для последующей сертификации безопасности, подчёркивая прямой путь от академических исследований к коммерческому применению. Доцент Лим отметил, что этот чип прокладывает путь к интеграции практичных самопроверяемых квантовых генераторов случайных чисел в компактные и безопасные системы.
Данный материал скомпилирован платформой Wedoany. При цитировании материалов, созданных с помощью искусственного интеллекта (ИИ), необходимо обязательно указывать источник — «Wedoany». В случае выявления нарушения прав или иных проблем просим своевременно информировать нас. Сайт оперативно внесёт изменения или удалит материал.Электронная почта: news@wedoany.com
