Узлы связи: в России построят первую коммерческую квантовую сеть

Первую в России коммерческую линию квантовой связи длиной 670 км построят в 2021 году. Сеть между расположенными в Москве и Удомле (Тверская область) центрами обработки данных обеспечит самую надежную из существующих сегодня степеней защиты информации.

Хакеры не смогут взломать ее, какими бы технологиями, включая квантовые компьютеры, не располагали, обещают разработчики. Использовать линию смогут как крупные государственные компании, так и частные корпорации, в том числе банки.

Связанные фотонами

Проект по созданию защищенной квантовой линии связи между центрами обработки данных (ЦОД) в России начали реализовывать в нынешнем году. Он выполняется в соответствии с национальной программой "Цифровая экономика России 2024" и называется "Ландау". Отвечает за проект "Ростелеком".

Квантовые коммуникации будут строить на основе уже существующей инфраструктуры ЦОДов, расположенных в Москве и Удомле, и волоконно-оптических линий связи между ними. В этих центрах расположены мощные серверы и сетевое оборудование, предназначенное для обработки, хранения и распространения информации. Cейчас ведущие к ним каналы связи защищены криптоалгоритмами, согласно требованиям ГОСТа. Однако слабость такого шифрования заключается в существовании ключа, который хранится на том или ином физическом носителе, например флешке. Завладев им, можно перехватить и расшифровать передаваемую информацию.

Квантовые коммуникации представляют собой технологию обмена данными, которая защищена с использованием квантового распределения ключей шифрования. С помощью устройств, называемых генераторами одиночных фотонов, этим частицам придают особое состояние. Они начинают играть роль элементов хранения и передачи информации. Причем скопировать их состояние, то есть перехватить ключ, хакер не сможет, оставаясь незамеченным.

Квантовая охрана

Фотонами по волоконно-оптической линии связи будет передаваться информация, необходимая для формирования ключей шифрования. Сами же данные перешлют классическим способом.

Одна из проблем заключается в том, что примерно через 140 км фотоны вследствие процессов рассеивания меняют свое состояние. Эту проблему разработчики решают, планируя построить на линии длиной 670 км шесть защищенных промежуточных узлов.

— Мы будем предлагать два варианта услуг квантовых коммуникаций клиентам: с использованием их оборудования или нашего, — рассказал "Известиям" директор проекта по квантовым коммуникациям "Ростелекома" Сергей Ханенков. — Первый вариант предполагает передачу клиентам квантово защищенных ключей по специальному интерфейсу. С их помощью, и используя свое оборудование, заказчик сможет защищать каналы передачи данных между ЦОДами, хранящими информацию. Во втором варианте мы будем предоставлять пользователям сразу квантово защищенные каналы передачи данных с уже установленным на них оборудованием.

Изготовление оборудования представляет собой отдельную, довольно сложную задачу. Дело в том, что производственных образцов таких систем не существует. Более того, пока в России нет не только предназначенных специально для его сертификации лабораторий, но и нормативов технических заданий, отражающих требования по безопасности. На данный момент лишь одна компания в России изготовила оборудование, создав собственное техническое задание и согласовав его с ФСБ — "ИнфоТеКС".

В компании "ИнфоТеКС" "Известиям" подтвердили, что на сегодняшний момент уже создан комплекс аппаратуры, который может подойти для проекта. Он включает в себя подсистему квантового распределения ключей и два скоростных шифратора. Это обеспечит криптографическую защиту каналов передачи данных от всех существующих атак, и даже ряда потенциальных, включающих применение квантового компьютера. Разработка оборудования ведется совместно с МГУ им. М.В. Ломоносова при поддержке Министерства науки и высшего образования России.

Личное и государственное

Технология пригодится сервисам, предоставляющим госуслуги в электронном виде. Огромный объем персональных данных требует соответствующей защиты. По той же причине в качестве потенциальных пользователей выступают банки. Кроме того, квантовые ключи необходимы для защиты информационных систем государственных корпораций — "Росатома", "Ростеха", РЖД и др.

В "Ростехе" "Известиям" сообщили, что знают о проекте "Ландау" и планируют не только использовать данную технологию, но и готовы заняться координацией усилий разработчиков по созданию линий защищенной квантовой связи.

— В состав госкорпорации "Ростех" входит концерн "Автоматика", который сейчас занимается развитием квантовых технологий, — сообщил заместитель генерального директора концерна по науке и производству Андрей Новиков. — Правда, следует учесть, что технология квантовой зашифрованной связи на сегодняшний день является крайне дорогостоящей и требует значительных ресурсов для ввода в эксплуатацию. Кроме того, она еще не прошла необходимую сертификацию. Всё это осложняет ее внедрение в краткосрочной перспективе. После успешного запуска технологии в промышленную эксплуатацию и пробных внедрений мы будем рассматривать данный вариант.

По сообщению пресс-службы РЖД, компания отвечает за развитие квантовых коммуникаций на национальном уровне, по соглашению с правительством РФ, подписанным в 2019 году. Организация внимательно прорабатывает перспективные направления использования квантовых технологий для повышения надежности и защищенности информационных систем. Компания находится в рабочем взаимодействии со специалистами "Ростелекома", в том числе и по проекту квантовой линии из Москвы в Удомлю.

Росатом на запрос "Известий" комментарий не предоставил.

Реализовать проект планируется в 2021 году, но уже к концу 2020 появится прототип данного сервиса. В перспективе квантовую сеть могут продлить до Санкт-Петербурга.