Gdybyśmy mieli stworzyć listę technologicznych wyścigów, w których Polska liczy się na arenie międzynarodowej, to wcale nie tak dawno temu wielu popukałoby się w czoło, słysząc, iż jesteśmy w stanie wyprzedzić choćby zachodnioeuropejskie potęgi. A jednak – właśnie okazuje się, iż w obszarze kryptografii kwantowej i systemów kwantowej dystrybucji kluczy (QKD) jesteśmy w światowej czołówce.
W prostych słowach: potrafimy zabezpieczać informacje tak, iż żaden podsłuch, żadna siła i żaden przyszły komputer kwantowy nie będzie w stanie się do nich dobrać (przynajmniej w teorii). I to nie jest science fiction.
Wyobraźmy sobie, iż ktoś daje nam superbezpieczny sejf. Taki, do którego klucz istnieje tylko w jednym egzemplarzu, nie można go skopiować, a hasło jest generowane według zasad, których nikt inny nie zna i nie jest w stanie odgadnąć. No i ten sejf ma jeszcze jedną, niemal magiczną adekwatność: jeżeli ktokolwiek spróbuje go otworzyć bez Waszej wiedzy, dowiecie się o tym od razu i możecie natychmiast zmienić zabezpieczenia. Nieco futurystyczne, prawda?
Czym jest QKD i jak może wpłynąć na nasze życie?
QKD, czyli Quantum Key Distribution, to forma rozprowadzania kluczy kryptograficznych (ów słynny klucz – jak w sejfie – to zestaw danych służących do szyfrowania i deszyfrowania informacji) z wykorzystaniem zjawisk mechaniki kwantowej. Efekt: choćby jeżeli ktoś podsłucha, iż klucz jest przesyłany, to jego nieuprawniona ingerencja zostanie natychmiast wykryta. A jeżeli intruz naruszy kanał transmisji, trzeba będzie klucz wygenerować od nowa – w praktyce jednak to właśnie ta niemożność niezauważalnego „podejrzenia” sygnału robi różnicę.
Zawsze przy takich technologiach pojawia się pytanie: „No dobrze, ale jak to się ma do mojej codzienności? Przecież nie jestem naukowcem”. Otóż – ma się. Niezależnie od tego, czy jesteś przedsiębiorcą, czy zwykłym zjadaczem chleba, który może nigdy o QKD nie słyszał, takie przełomy wpływają na Twoje życie choćby poprzez bezpieczeństwo Twoich finansów w banku, prywatnych danych w chmurze czy wrażliwych informacji medycznych przechowywanych w placówkach publicznych. Wszystko to może być – i pewnie za jakiś czas będzie – zabezpieczone na wyższym poziomie niż dotychczas.
W praktyce wygląda to tak, iż bank przesyła do nas dane przez internet, my autoryzujemy transakcję, korzystamy z aplikacji mobilnej i wierzymy, iż nikt niczego nie podejrzy. To „zwykłe” szyfrowanie jest teraz teoretycznie łamane przez superkomputery w długim horyzoncie – a co dopiero, gdy pojawią się modele powszechnie dostępne. Standardowe, asymetryczne algorytmy szyfrujące mogą paść ich ofiarą. Ale jeżeli do wzmocnienia bezpieczeństwa użyjemy symetrycznych algorytmów (jak AES-256) i klucz symetryczny zostanie rozesłany w sposób chroniony fizyką kwantową (QKD), atak staje się praktycznie niewykonalny – przynajmniej według obecnego stanu wiedzy. I tu właśnie leży przełom. Polacy skonstruowali niewyobrażalnie mocne zabezpieczenie.
Czytaj też: Spadające ceny i rosnące innowacje. Baterie zdobywają kolejne rynki. Czy dogonimy Chiny? Baterie sodowe i przepływowe nową nadzieją przemysłu energetycznego
Czytaj też: Chirurgiczne roboty stają się coraz mądrzejsze: operują zdalnie i uczą się same – nadchodzi nowa era medycyny
Polska myśl technologiczna: Kto stworzył QDK i jak wypadamy na tle innych państw w wyścigu kwantowym?
Najbardziej cieszy fakt, iż podstawy tej technologii opracował Polak – prof. Artur Ekert, który w środowisku naukowym od dawna jest gwiazdą pierwszej wielkości. Jego teoretyczne prace stanowiły podwaliny kryptografii kwantowej i uważano je nierzadko za „egzotykę”. Teraz wszystko zamienia się w praktyczny system, który generuje i rozsyła klucze w taki sposób, iż „podsłuchanie” transmisji wywołuje zmiany kwantowe w sygnale.
O sukcesie zrobiło się głośno dzięki niedawnej prezentacji łącza między Ministerstwem Cyfryzacji a Wojskową Akademią Techniczną – i to w całości dzięki polskiej myśli technologicznej, w ramach projektu Optokrypt. Bez żadnych licencji z zagranicy, bez kupowania czipów czy algorytmów od innych państw. Przez lata mówiło się, iż technologie high-tech to obszar, w którym stawiamy dopiero pierwsze kroki. A tu proszę – mamy w Polsce największą w Europie sieć QKD (tak, przed Niemcami, Francją czy Wielką Brytanią). Łączy m.in. Warszawę, Poznań, Gdańsk, Kraków i Wrocław, a w skali światowej jesteśmy za Chinami na drugim miejscu. W tym wyścigu zdecydowanie warto brać udział.
W pierwszym polskim całkowicie krajowym połączeniu kwantowym udział wzięli dwaj wicepremierzy: Minister Cyfryzacji oraz Minister Obrony Narodowej. Już sama ich obecność jest sygnałem, iż mówimy tu nie tylko o zabawie naukowej, ale o bardzo poważnym narzędziu, potencjalnie wykorzystywanym w infrastrukturze wojskowej i cywilnej. Możemy być niemal pewni, iż takie rozwiązania nie zatrzymają się na jednorazowej demonstracji, ale z czasem trafią do kolejnych instytucji kluczowych z punktu widzenia naszego bezpieczeństwa narodowego. A to oznacza realny postęp w budowaniu tzw. suwerenności cyfrowej Polski (lub choćby całej Unii Europejskiej).
Czytaj też: Roboty będą stawiać domy – i mieszkać w nich razem z nami. Jak robotyka zmienia codzienność każdego z nas?
Czytaj też: AI zmienia kryminalistykę: Wyścig zbrojeń między przestępcami a technologią trwa. Szybsze śledztwa, czy więcej zagrożeń?
Dlaczego QKD jest tak istotne z perspektywy państwa i gospodarki?
Wyobraźmy sobie hipotetyczny scenariusz: za 10–15 lat komputery kwantowe staną się na tyle wydajne, iż będą w stanie łamać algorytmy kryptograficzne stosowane w bankach czy w administracji publicznej. „Zwykłe” protokoły mogą się okazać dziurawe, za to QKD, oparty na prawach fizyki kwantowej, wciąż będzie stanowił barierę nie do sforsowania. Jak często powtarza się w gronie ekspertów od cyberbezpieczeństwa: kto dziś nie myśli o kwantowej przyszłości, ten się może bardzo zdziwić za dekadę. I proszę – to myślenie połączone z działaniem zaczynają przynosić owoce już teraz.
Warto też zwrócić uwagę na wątek finansowy i gospodarczy: jeżeli polskie firmy – takie jak Teldat, a także naukowcy z NASK i Wojskowej Akademii Technicznej – rozwiną tę technologię na światowym poziomie, to otwierają się nam drzwi do międzynarodowego rynku superbezpiecznych rozwiązań. Rzućmy okiem na to, co się dzieje w branży fintech: tu konkurencja w zabezpieczeniach rośnie, a protokoły QKD mogą być kolejnym krokiem dla usług bankowych, ubezpieczeniowych czy giełdowych. o ile Polska będzie w stanie oferować takie produkty na szeroką skalę, to nie tylko chronimy własny rynek, ale także zaczynamy konkurować globalnie. Oprócz tego warto zwrócić na państwa, takie jak Izrael, które od lat zbierają kokosy z handlu zaawansowanymi rozwiązaniami militarnymi.
Podobnie z rynkiem kapitałowym i inwestorami. Można zaryzykować stwierdzenie, iż za jakiś czas może pojawić się większe zainteresowanie firmami, które rozwijają tę technologię w Polsce. o ile sektory takie jak bankowy, ubezpieczeniowy, ale i przemysłowy czy telekomunikacyjny zaczną inwestować we własne rozwiązania QKD, to spółki – czy to prywatne, czy kontrolowane przez Skarb Państwa – mają szansę zaprezentować się jako innowatorzy. Już dziś widać, jak w przypadku innych niszowych, ale rewolucyjnych gałęzi (AI, big data, blockchain), rynki finansowe reagują entuzjastycznie na wiadomości o postępach czy partnerstwach strategicznych.
W tle mamy również unijny projekt EuroQCI, którego celem jest zbudowanie ogólnoeuropejskiej sieci łączności kwantowej. Komisja Europejska współpracuje z państwami członkowskimi, ale też z Europejską Agencją Kosmiczną, żeby spiąć w jedną całość sieć światłowodową i satelitarną. Możliwość szyfrowania danych w sposób niewrażliwy na ataki kwantowe jest jednym z filarów, na którym opiera się koncepcja europejskiej suwerenności cyfrowej.
Na koniec warto podkreślić, iż sukces tego przedsięwzięcia nie jest kwestią szczęśliwego trafu, ale lat pracy polskich badaczy, inżynierów i programistów. Uruchomienie rodzimego systemu QKD nie jest przecież prostym zadaniem, wymaga doskonałej synchronizacji w zakresie infrastruktury telekomunikacyjnej, sprzętu kwantowego i oprogramowania. Tym bardziej chluba, iż robimy to samodzielnie, stając się jednocześnie partnerem strategicznym w ramach projektów europejskich. A to dopiero początek większej drogi – eksperci zapowiadają, iż w przyszłości rozwiniemy także kwantową łączność satelitarną i wprowadzimy kolejne narzędzia z obszaru kryptografii postkwantowej.
Źródło zdjęcia tytułowego: Ministerstwo Cyfryzacji
Zapraszamy do komentowania i wzięcia udziału w dyskusji! Już nie trzeba się logować.
