martedì 14 ottobre 2008

SECOQC: comunicazione sicura con la crittografia quantistica


L'8 ottobre, durante un incontro a Vienna, in Austria, il progetto SECOQC ("Development of a global network for secure communication based on quantum cryptography"), finanziato dall'UE, ha dimostrato per la prima volta la comunicazione sicura usando la crittografia quantistica in una rete di comunicazioni commerciale. La "meccanica quantistica" descrive il modo in cui comprendiamo la natura fondamentale delle cose a livello infinitesimale. Curiosamente, il solo gesto di misurare un sistema quantistico crea un disturbo.
La crittografia quantistica, chiamata anche distribuzione a chiave quantistica (QKD), utilizza la meccanica quantistica per creare una comunicazione "sicura", nella quale chiunque ascolta può essere individuato. Nella crittografia tradizionale vengono usate delle funzioni matematiche per creare difficoltà per qualsiasi intruso. Questi sistemi non possono garantire la sicurezza; la loro codifica è solida, ma non impossibile da forzare. La QKD permette a due parti di produrre una "chiave" condivisa che possono usare per codificare e decodificare messaggi. Una persona che origlia avrebbe bisogno di prendere in qualche modo le misure di questa chiave, e questo basterebbe a creare delle anomalie nel sistema di comunicazione. In altre parole, una parte terza può essere individuata dalle stesse leggi di natura che controllano il sistema.
Il progetto SECOQC si propone di creare una rete di comunicazioni a lungo raggio e ad alta sicurezza che combina la QKD con l'informatica classica. Nello scorso decennio sono stati fatti grandi progressi nel campo della crittografia quantistica, e già esistono prodotti QKD che connettono due utenti che si trovano a breve distanza l'uno dall'altro. Tuttavia, rimanevano importanti ostacoli che rendevano difficile l'uso pratico di questa tecnologia.
Il primo problema era rappresentato dal fatto che il sistema quantistico usa oggetti quantistici: fotoni, che sfrecciano un milione di volte al secondo lungo fibre ottiche. I fotoni che viaggiano lungo fibre ottiche vengono persi nelle distanze più lunghe, rendendo la generazione di chiavi molto lenta.
Un'altra difficoltà era che la comunicazione tra due utenti poteva essere interrotta semplicemente tagliando la fibra o creando un'interferenza al segnale. Le interruzioni possono essere disastrose per le industrie, e sviluppare una rete che sia al contempo sicura e resistente era essenziale per integrare la QKD con le moderne applicazioni industriali.
SECOQC ha installato la rete di dispositivi crittografici in un anello standard di comunicazioni a fibre ottiche (fornito dal partner di progetto Siemens) intorno a Vienna. I sei nodi e gli otto collegamenti sono posti a distanze comprese tra 6 e 82 kilometri. Durante la conferenza i partner del progetto hanno verificato che il sistema funziona: sono state dimostrate la generazione e la distribuzione di chiavi su tutta la rete, la localizzazione di chi origlia e altre funzionalità della rete. La rete SECOQC è riuscita ad essere sia resistente che sicura. La rete ha reso possibile il superamento di distanze maggiori tra gli utenti e ha permesso di scegliere in modo automatico percorsi alternativi tra gli utenti. Questo ha reso la generazione di chiavi più veloce e ha offerto un accorgimento automatico nel caso vi sia un'interruzione nella linea di comunicazione.
La felice conclusione del progetto durato quattro anni fornisce una base per gli operatori delle telecomunicazioni per sviluppare prodotti e servizi basati sulla QKD che possono essere integrati nelle moderne applicazioni industriali.
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