خرید آنلاین با امنیت کوانتومی یک قدم به دنیای فیزیک نزدیکتر می شود

خرید آنلاین در طول همه گیری رونق گرفت، اما همچنان در برابر کلاهبرداری هایی که خریداران و فروشندگان را شامل می شود آسیب پذیر است. ارتباطات کوانتومی در اصل می‌تواند یک لایه امنیتی دیگر اضافه کند، اما تأیید یک تراکنش به‌جای برقراری ارتباط ساده، به یک «امضا» متشکل از هزاران بیت کوانتومی (کیوبیت) برای یک بیت پیام نیاز دارد.

برای سیستم های کوانتومی پر سر و صدا و ناقص امروزی، این یک میله بسیار بالاست، اما محققان دانشگاه نانجینگ چین، دانشگاه رنمین و آزمایشگاه ملی فیزیک ماده متراکم پکن راهی برای کاهش آن پیدا کردند. محققان با استفاده از یک تکنیک ریاضی به نام هش یکباره جهانی که "کلیدهای" ایمن کوتاه تری تولید می کند، تعداد کیوبیت های مورد نیاز برای تایید یک معامله تجارت الکترونیک را به میزان قابل توجهی کاهش دادند. آنها همچنین ایرادات منبع واقع بینانه متفاوتی را بر اساس طرحی که مستقل از دستگاه های اندازه گیری مورد استفاده است در نظر گرفتند، بنابراین از نیاز به سیگنال های کامل برای توزیع اطلاعات اجتناب کردند.

از QKD تا QDS

ارتباطات کوانتومی بر این اصل استوار است که هر کسی که سعی می‌کند پیامی را که در حالت‌های کوانتومی کدگذاری شده است را رهگیری کند، به‌طور اجتناب‌ناپذیری با این حالت‌ها به گونه‌ای تداخل می‌کند که به راحتی قابل تشخیص باشد. این اصل قبلاً در توزیع کلید کوانتومی (QKD) استفاده می شود، اما QKD به تنهایی نمی تواند امنیت تجارت الکترونیک را تضمین کند زیرا فقط یک کانال ارتباطی امن را فراهم می کند. سایر اهداف مهم تجارت الکترونیک مانند یکپارچگی، اصالت یا عدم انکار را اعمال نمی کند (انکار جایی است که یکی از طرفین قرارداد را رد می کند).

یکی از راه های ممکن برای تحقق این اهداف دیگر شامل روش پیچیده تری است که به عنوان امنیت دیجیتال کوانتومی (QDS) شناخته می شود. این روش از انتقال امن حالات کوانتومی در QKD و ریاضیات تئوری اطلاعات برای تولید کلیدهای منحصر به فرد برای امضای قرارداد و پرداخت استفاده می کند.

پروتکل فوق امن

پروتکل QDS محققین شامل سه طرف است: یک تاجر، یک مشتری و یک شخص ثالث (TP). با آماده‌سازی دو دنباله از حالت‌های کوانتومی منسجم توسط فروشنده شروع می‌شود، در حالی که مشتری و TP هر کدام یک دنباله از حالت‌های منسجم را آماده می‌کنند. سپس تاجر و مشتری یک حالت را از طریق یک کانال کوانتومی ایمن برای یک واسطه ارسال می کنند، که یک اندازه گیری تداخل را انجام می دهد و نتیجه را با آنها به اشتراک می گذارد. همین فرآیند بین تاجر و TP رخ می دهد. این فرآیندهای موازی، تاجر را قادر می‌سازد تا دو کلید ایجاد کند که از آنها برای ایجاد امضای قرارداد از طریق هش کردن یک‌باره جهانی استفاده می‌کند.

هنگامی که این اتفاق می افتد، تاجر قرارداد و امضا را برای مشتری ارسال می کند. اگر مشتری با قرارداد موافقت کند، از حالت کوانتومی خود برای تولید یک کلید به روشی مشابه تاجر استفاده می کند و این کلید را برای TP ارسال می کند. به طور مشابه، TP پس از دریافت قرارداد و امضا، یک کلید از حالت کوانتومی خود تولید می کند. هم مشتری و هم TP می توانند با محاسبه تابع هش و مقایسه نتیجه خود با امضا، امضا را تأیید کنند. در صورتی که هر دو امضا را تأیید کنند، می توان پرداخت را از مشتری به TP انجام داد. اگر هر یک از آنها نتوانند امضا را تأیید کنند، قرارداد به طور خودکار لغو می شود.

خرده فروش کوانتومی

محققان به طور تجربی این پروتکل را با استفاده از فیبرهای نوری به عنوان کانال‌های کوانتومی و یک لیزر پالسی مدوله‌شده در فاز و شدت برای تولید حالت‌های کوانتومی برای تولید کلید تأیید کردند. برای از بین بردن نیاز به دستگاه های بی نقص، آنها عیوب منبع این سیستم را مشخص کردند و فرآیند تولید کلید را با روشی به نام QKD مستقل از دستگاه اندازه گیری چهار فاز ترکیب کردند. این روش از فاز پالس های نوری در اندازه گیری تداخل میانی برای به دست آوردن یک کلید امن استفاده می کند حتی اگر واسطه ای که اندازه گیری را انجام می دهد قابل اعتماد نباشد.

برای آزمایش عملکرد سیستم، تیم از آن برای امضای فایلی حاوی 428 کیلوبایت داده استفاده کرد که تقریباً به اندازه یک قرارداد مشتری خدمات وب آمازون است. آنها توانستند این امضا را 0.82 بار در ثانیه انجام دهند و سیستم حتی با فاصله 100 کیلومتری بین مشتری و تاجر کار می کرد.

محققان با آوردن امنیت کوانتومی به ابر دست و پنجه نرم می کنند

عضو تیم هوآ لی یینیک کارشناس ارتباطات کوانتومی در Renmin، می‌گوید این کار نشان می‌دهد که می‌توان از ویژگی‌های غیر انکار برای انجام تجارت الکترونیکی به همان اندازه کارآمد و عملی ارتباطات خصوصی استفاده کرد. گام بعدی نشان دادن این تکنیک در سناریوهای عملی با استفاده از شبکه های کوانتومی واقعی شهری خواهد بود. او می‌گوید: «ما امیدواریم با گروه‌های تحقیقاتی بیشتری برای توسعه بیشتر فناوری کوانتومی (شامل تکنیک‌های قفل کردن فاز و ردیابی فاز با دقت بالا) برای بهبود نرخ‌ها و فواصل انتقال مربوطه همکاری کنیم». دنیای فیزیک.

کین وانگ, یک کارشناس فناوری اطلاعات و شبکه در دانشگاه پست و مخابرات نانجینگ که در این تحقیق شرکت نداشت، می‌گوید که طرح تجارت الکترونیک کوانتومی مبتنی بر QDS امنیت و کاربردی‌تر را در مقایسه با طرح‌های کلاسیک مربوطه ارائه می‌دهد. او می‌گوید بزرگترین دستاورد این تیم گسترش QDS به یک سناریوی مفید در تجارت الکترونیک است و از این طریق کاربردهای بالقوه آن را در زندگی روزمره نشان می‌دهد. با این حال، او نسبت به تنظیمات نوری از نوع Sagnac که در نمایش آزمایشی استفاده می‌شود، انتقاد دارد، که به گفته او می‌تواند در برابر هک‌های نوع «اسب تروا» آسیب‌پذیر باشد.

این تحقیق در منتشر شده است با پیشرفتهای علمی.

• محتوای مبتنی بر SEO و توزیع روابط عمومی. امروز تقویت شوید.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. به خودت قدرت بده دسترسی به اینجا.
• PlatoAiStream. هوش وب 3 دانش تقویت شده دسترسی به اینجا.
• PlatoESG. کربن ، CleanTech، انرژی، محیط، خورشیدی، مدیریت پسماند دسترسی به اینجا.
• PlatoHealth. هوش بیوتکنولوژی و آزمایشات بالینی. دسترسی به اینجا.
• منبع: https://physicsworld.com/a/quantum-secure-online-shopping-comes-a-step-closer/