Titkos üzenetet küldtek Budáról Pestre és vissza, senki nem tudta lehallgatni

A HUN-REN Wigner Fizikai Kutatóközpont és az ELTE Informatikai Kar kutatói október végén sikeresen tesztelték a kvantumos kulcsszétosztás (QKD) alkalmazását egy nyilvános rádiós üzenetküldő hálózaton. A szakemberek a teszt során a Margit híd két oldaláról váltottak olyan üzenetet egymással, amit kvantumkulccsal titkosítottak.

A szakemberek úgy vélik, a világon elsőként alkalmaztak a QKD segítségével létrehozott titkosítókulcsot Meshtastic-hálózaton továbbított üzenetek védelmére.

A Meshtastic egy rövid, szöveges üzenetek továbbítására alkalmas rádiós üzenetküldő hálózat, amelyet egyre szélesebb körben használnak a világon. Előnye, hogy a készülékek egymással kommunikálnak, nincs szükség telepített infrastruktúrára, és bárki szabadon, ingyenesen használhatja – szoftvere nyílt forráskódú.

HUN-REN Wigner Fizikai Kutatóközpont

A készülékek LoRa digitális rádiómodulációt használnak, amely rendkívül alacsony energiafelhasználással és kis sávszélességen több tíz kilométer hatósugarat tud biztosítani – ez hasonló ahhoz a távolsághoz, amelyet az üvegszálas kvantumkulcs-szétosztó eszközök közvetlenül át tudnak hidalni.

A kvantumkriptográfia legismertebb alkalmazása a kvantumos kulcsszétosztás: két távoli fél a kvantumfizika törvényeit kihasználva állít elő közös, titkos kulcsot. Biztonsága nem matematikai problémák nehézségén, hanem fizikai törvényeken alapul, így a jövőbeli kvantumszámítógépek sem jelentenek rá veszélyt, a lehallgatási kísérlet pedig elvileg mindig észrevehető.

A teszt délelőttjén Koniorczyk Mátyás, a HUN-REN Wigner Fizikai Kutatóközpont tudományos főmunkatársa a kvantumkulcs-szétosztó eszköztől új kulcsot kért, és ezzel létrehozta a titkos QCIHungary-csatornát a rádióján. A HUN-REN Wigner Fizikai Kutatóközpontban tartózkodó kollégájának, Hanyecz Ottónak elküldte a kulcs azonosítóját, de magát a kulcsot nem. Hanyecz Ottó az azonosító segítségével ugyanezt a kulcsot kérte le a Wignerben működő kvantumkulcs-szétosztó eszköztől, és beállította vele a második rádiót, valamint egy harmadik rádiót is, amelyet a kísérlet során a kutatóközpontban hagytak.

HUN-REN Wigner Fizikai Kutatóközpont

Ezután elindultak egymás felé: egyikük a pesti Szent István körútról, a másikuk a budai Széll Kálmán térről. 11:21 és 11:39 között titkosított üzeneteket váltottak, először mintegy 1,2 km távolságból, végül a Margit híd két hídfőjétől, a Duna felett. Az egyik üzenet így szólt: „Physics enlightens the world!” („A fizika megvilágítja a világot!”), a válasz: „Indeed!” („Úgy bizony!”).

HUN-REN Wigner Fizikai Kutatóközpont

A kísérletet a kutatók mozgás közben is folytatták. A HUN-REN Wigner Fizikai Kutatóközpontba visszafelé tartó buszról további próbaüzeneteket küldtek. A kutatóközpontban hagyott rádió ezek közül kettőt vett, az elsőt mintegy 4 km-es távolságból. Az útvonalon két kis GPS-nyomkövető rögzítette az üzeneteket és a jelerősséget.

HUN-REN Wigner Fizikai Kutatóközpont

Az adatok azt mutatták, hogy az üzenetek egy részét más budapesti Meshtastic-felhasználók készülékei továbbították. A hálózat tehát a megszokott módon működött, miközben a kvantumkulccsal védett üzenetek tartalma a megfelelő titkosítókulcs nélkül nem volt olvasható.

A kísérlet azt igazolta, hogy a kvantumkommunikációs infrastruktúrában létrehozott titkosítókulcsok egy ilyen egyszerű, széles körben hozzáférhető rádiós rendszerben is alkalmazhatók. A bemutató egyben arra is példát adott, hogyan kapcsolhatók össze a kvantumkommunikációs fejlesztések már létező kommunikációs technológiákkal.

Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának tudományos felfedezésekről is hírt adó Facebook-oldalát.