خطر پنهان در ماهوارهٔ کوانتومی چین؛ پژوهشگر آمریکایی آسیب‌پذیری مهمی را افشا کرد
خطر پنهان در ماهوارهٔ کوانتومی چین؛ پژوهشگر آمریکایی آسیب‌پذیری مهمی را افشا کرد
به گزارش دیتاسنتر من و به نقل از اینترستینگ انجینیرینگ، الکساندر میلر (پژوهشگر حوزهٔ ارتباطات کوانتومی) در بررسی داده‌هایی مربوط به سالهای ۲۰۲۱ و ۲۰۲۲، متوجه نقصی در عملکرد ماهوارهٔ «میکیوس» شده است؛ نخستین ماهوارهٔ ارتباطی کوانتومی جهان که چین آن را در سال ۲۰۱۶ به فضا پرتاب کرده است.
البته این کشف زمانی توجه‌ها را جلب کرد که وی اعلام داشت: «در شرایط خاص، یک مهاجم با تجهیزات بسیار حساس قادر خواهد بود که میان سیگنال‌های واقعی و سیگنال‌های فریب‌دهنده تمایز قائل شود.»
گفته می‌شود میکیوس با بهره‌گیری از فناوری «توزیع کلید کوانتومی» یا QKD، وظیفه دارد کلیدهای رمزنگاری را به‌صورت فوتون‌های منفرد از فضا به ایستگاه زمینی ارسال کند. این روش به دلیل بهره‌گیری از قوانین فیزیک کوانتومی، در تئوری غیرقابل نفوذ تلقی می‌شود؛ چراکه هرگونه شنود موجب برهم‌زدن حالت فوتون‌ها و در نتیجه افشای حضور مهاجم می‌شود.
با این حال، برای جلوگیری از سوءاستفادهٔ احتمالی از پدیده‌ای موسوم به «تولید هم‌زمان چند فوتون»، الگویی به‌نام پروتکل «حالت فریب» طراحی شده است. در این روش، سیگنال‌های جعلی (Decoy) نیز همراه با سیگنال‌های اصلی ارسال می‌شوند تا از رهگیری کلیدها جلوگیری شود.
اما یافته‌های میلر نشان می‌دهد که تأخیرهای زمانی ناچیز بین پالس‌های لیزری – در حد ۱۰۰ تا ۳۰۰ پیکوثانیه – می‌توانند ناخواسته اطلاعاتی در اختیار مهاجم قرار دهند. همین اختلاف زمانی بسیار کوچک، به یک مهاجم توانمند امکان می‌دهد که در ۹۸٫۷ درصد موارد، سیگنال واقعی را از سیگنال فریب‌دهنده تشخیص دهد.
میلر در مقاله‌ای که اخیراً منتشر کرده، اظهار می‌دارد: «در طراحی پروتکل‌های امنیتی کوانتومی، فرض بر این است که شدت پالس‌ها در زمان انتقال مشخص نیست. اما در صورت وجود چنین نشتی‌های زمانی، این فرض نقض می‌شود و راه برای حمله‌های جانبی هموار می‌گردد.»
شایان ذکر است که این حمله از نوع «کانال جانبی» است؛ به این معنا که مهاجم نه از طریق شکستن الگوریتم رمزنگاری، بلکه با تحلیل رفتار فیزیکی سیستم به اطلاعات دست می‌یابد.
وی این شرایط را با قفل ترکیبی مقایسه می‌کند: «قفل ممکن است ایده‌آل باشد، اما اگر کسی بتواند از صدای کلیک‌ها هنگام چرخاندن دستهٔ قفل بهره بگیرد، امنیت زیر سؤال می‌رود.»
بر این اساس، میلر در کنار انتقادها، پیشنهادهایی نیز برای بهبود ارائه داده است. از جمله راهکارهای وی می‌توان به استفاده از تنها یک لیزر به‌جای چندین لیزر، بهبود هماهنگی زمانی بین پالس‌ها، و طراحی سیستم‌هایی برای تنظیم دقیق دما، جریان و تاخیرهای زمانی از ایستگاه زمینی اشاره کرد.
وی سپس اینطور تصریح می‌کند: «بررسی‌های دقیق پیش از پرتاب ماهواره باید به یک الزام بدل شود. همچنین باید امکان اعمال دستورات تنظیمی از زمین برای مقابله با اختلالات فیزیکی در نظر گرفته شود.»
با وجود این انتقادها، میلر تأکید می‌کند که این کشف به‌معنای بی‌اعتباری علم ارتباطات کوانتومی نیست، بلکه به محدودیت‌های اجرای آن در دنیای واقعی اشاره دارد. به‌بیان دیگر، زیرساخت‌های فنی فعلی هنوز نتوانسته‌اند امنیت نظری این فناوری را به‌طور کامل محقق کنند.
گفتنی است که ماهوارهٔ میکیوس، نقشی کلیدی در نمایش عملی ارتباطات امن کوانتومی داشته و در سالهای گذشته، توانسته ارتباطاتی میان چین و کشورهای دیگر – از جمله روسیه – برقرار کند. اما همین گستردگی کاربرد، حساسیت امنیتی آن را افزایش داده و ضرورت بازبینی در طراحی‌های آینده را دوچندان کرده است.
در پایان، باید گفت که از نگاه کارشناسان، این نوع مطالعات می‌تواند به ارتقاء استانداردهای طراحی و بهره‌برداری از تجهیزات کوانتومی منجر شود. به‌ویژه در عصری که رقابت‌های فناورانه به میدان‌های امنیتی نیز کشیده شده‌اند، هر گونه شکاف در فناوری‌های نوین، می‌تواند پیامدهای ژئوپلیتیکی به‌دنبال داشته باشد.
مجله خبری mydtc
