Une solution minuscule et bon marché pour le chiffrement quantique sécurisé

Une solution minuscule et bon marché pour le cryptage quantique sécurisé - La Source

La sécurisation d’un canal de communication à l’aide de SPoTKD nécessite un serveur avec des horloges synchronisées avec celles de minuscules puces auto-alimentées. Crédit : Université de Washington à Saint-Louis

Il est assez raisonnable de supposer qu’un e-mail crypté ne peut pas être vu par des regards indiscrets. En effet, pour percer la plupart des systèmes de cryptage que nous utilisons au quotidien, à moins que vous ne soyez le destinataire prévu, vous auriez besoin de la réponse à un problème mathématique qu’un ordinateur ne peut presque pas résoudre dans un délai raisonnable.

Presque impossible pour les ordinateurs modernes, du moins.

“Si l’informatique quantique devient une réalité, certains de ces problèmes ne seront plus difficiles”, a déclaré Shantanu Chakrabartty, professeur Clifford W. Murphy et vice-doyen pour la recherche et l’enseignement supérieur au département de génie électrique et des systèmes de Preston M. Green. à la McKelvey School of Engineering.

Déjà, ces nouveaux paradigmes informatiques deviennent une réalité et pourraient bientôt être déployés. Les pirates se préparent déjà en stockant les transactions cryptées maintenant dans l’espoir qu’ils pourront déchiffrer les informations plus tard.

Le laboratoire de Chakrabartty à l’Université de Washington à Saint-Louis propose un système de sécurité non seulement résistant aux attaques quantiques, mais également peu coûteux, plus pratique et évolutif sans avoir besoin de nouveaux équipements sophistiqués.

Cette recherche paraîtra dans le IEEE Transactions of Information Forensics Science. Il est disponible dès maintenant sur le IEEE Xplorer portail d’accès anticipé.

La sécurité est souvent gérée aujourd’hui par des systèmes de distribution de clés dans lesquels une personne envoie des informations cachées derrière une clé, peut-être une longue chaîne de numéros apparemment non associés. Le destinataire de ces informations peut accéder aux informations s’il possède une autre clé spécifique. Les deux clés sont liées d’une manière mathématique qui est presque impossible à deviner, mais peut être facilement résolue avec le bon algorithme ou en utilisant un ordinateur quantique.

Il existe des solutions potentielles pour sécuriser les données contre une “attaque quantique”. Certaines technologies ont déjà été commercialisées. Mais ils sont très coûteux en calcul ou nécessitent des fibres optiques dédiées ou des liaisons satellites via des lasers.

Le nouveau protocole de distribution symétrique de clés, que Chakrabartty et Mustafizur Rahman, un Ph.D. étudiant dans le laboratoire de Chakrabartty et premier auteur du document de recherche, appelé SPoTKD, ne nécessite pas de lasers ou de satellites ou des kilomètres de nouveau câble. Il repose sur de minuscules micropuces intégrées à des horloges encore plus petites qui fonctionnent sans piles.

Les horloges sont en réalité des électrons qui semblent se transporter comme par magie entre deux emplacements sur la puce en utilisant l’effet tunnel quantique ; le “temps” fait référence au mouvement des électrons. Lors de la création des puces, leur état initial est également enregistré sur un serveur informatique.

Si quelqu’un veut créer un canal sécurisé, il note l’heure sur un sous-ensemble d’horloges et envoie ces informations au serveur, qui peut utiliser sa connaissance de l’état initial pour déterminer à quelle heure les horloges lisent au moment où elles ont été envoyées. Le serveur informe la personne de l’heure et, si elle est correcte, un canal de communication sécurisé a été ouvert.

La nature quantique du transport des électrons ajoute quelques couches supplémentaires de sécurité ; s’ils sont mesurés, l’horloge s’effondre. Il disparaîtra à jamais et ni un espion ni le destinataire ne pourront accéder aux informations.

Et, comme Chakrabartty l’a montré dans le passé, ces types de systèmes peuvent également s’alimenter pendant de longues périodes avec le moindre apport d’énergie au départ, grâce aux propriétés de l’effet tunnel quantique. C’est un autre avantage de sécurité de son SPoTKD : il ne dépend pas de l’énergie extérieure pour l’alimenter.

“Une grande vulnérabilité serait si vous pouviez puiser dans la source d’alimentation”, a déclaré Chakrabartty. “Vous seriez en mesure de surveiller les fluctuations de la consommation d’énergie pour obtenir des informations secrètes.”

Chakrabartty travaille sur certaines fonctionnalités supplémentaires pour ces puces, notamment la capacité de s’autodétruire après une période de temps spécifiée. Un brevet américain provisoire pour la technologie a été déposé par l’Office of Technology Management.

En fin de compte, SPoTKD pourrait être utilisé pour s’assurer que les dossiers médicaux sont détruits après avoir été lus par un médecin, ou pour faire respecter les limites de temps sur les licences de logiciels. Ils peuvent sécuriser les enregistrements de vote ou valider les NFT ou simplement s’assurer que personne ne lit votre e-mail.


L’effet tunnel quantique repousse les limites des capteurs auto-alimentés


Plus d’information:
Mustafizur Rahman et al, SPoTKD : un protocole pour la distribution symétrique de clés sur des canaux publics à l’aide de dispositifs de chronométrage auto-alimentés, Transactions IEEE sur la criminalistique et la sécurité des informations (2022). DOI: 10.1109/TIFS.2022.3158089

Fourni par l’Université de Washington à St. Louis

Citation: Solution minuscule et bon marché pour le chiffrement sécurisé quantique (2022, 22 mars) récupéré le 22 mars 2022 sur https://techxplore.com/news/2022-03-tiny-cheap-solution-quantum-secure-encryption.html

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