Американский инженер изобрел новый, дешевый и на первый взгляд защищенный от ошибок пользователя способ шифрования сообщений с помощью естественных шумов, вызванных токами в проводниках.

При таком способе данные передаются с паузами и маскируются тепловыми шумами. Похоже, этот способ даже лучше, чем защита с помощью квантовых ключей (Quantum Key Distribution, QKD).

Изобретателя зовут Ласло Киш, он работает в техасском университете A&M. Предложенный им способ заключается в следующем. На передающей и принимающей стороне к кабелю присоединяется по паре одинаковых резисторов, один с низким сопротивлением, другой с высоким. При прохождении тока в кабеле возникает так называемый тепловой шум. Его величина зависит от сопротивления кабеля.

На одном из концов линии с большой скоростью производятся случайные выборы сопротивления резистора. Следящее устройство на другом конце линии определяет уровень шумов. Если выбраны одинаковые резисторы, уровень шумов будет выше или ниже среднего. Средний же уровень шумов будет зарегистрирован, если на концах линии выбраны разные резисторы.

Такое состояние возникает в половине случаев, и в эти периоды могут передаваться однобитовые сообщения. Содержание сообщения - ноль или единица - определяется тем, на каком конце линии осуществляется чтение и какой резистор там выбран - с высоким или низким сопротивлением. Если с высоким, то на другом конце линии в этот момент, очевидно, выбран резистор с низким сопротивлением, и наоборот, а это и определяет содержание сообщения.

Для подслушивающего на линии все выглядит как случайное изменение уровня теплового шума. Даже если он знает, что средний уровень шума свидетельствует о передаче сообщения, он не сможет выяснить его содержание (0 или 1), поскольку он не знает, какие резисторы выбраны на разных концах линии. И наконец, само подслушивание линии изменяет уровень теплового шума и, таким образом, может быть обнаружено.

Киш с группой коллег уже построил прототип устройства. Точность приема сообщений составляет 99,98% на дальности 2 тыс. км, что превосходит показатели, достигнутые при использовании квантовых ключей. Вычисления показывают, что перехватить можно менее чем один из 2 тыс. пересылаемых битов.

Метод квантовых ключей основан на передаче фотонов по оптическим кабелям между квантовыми криптографическими устройствами. Точность приема сообщений ухудшают вибрация, тепло и пыль, и подобные устройства гораздо дороже устройств Киша, которые могут стоить в пределах 100 долл.

Квантовые ключи были предложены в качестве высокобезопасного способа обмена шифровальными ключами между сторонами, желающими наладить безопасный канал связи. Метод Киша на первый взгляд обладает преимуществами и даже может  быть использован для пересылки не только ключей, но и самих данных, если окажется достаточно быстрым для этого. Проверка пригодности для коммерческого использования и, в случае положительного результата, подготовка к производству в промышленных масштабах может занять всего два-три года.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями