Horvātijas €9.9M pilots pieslēdzas ES kvantu vairogam

Jebkuru šodien internetā sūtītu šifrētu ziņu naidīgs izlūkdienests var pārtvert un glabāt līdz brīdim, kad pietiekami jaudīgs kvantu dators spēs uzlauzt tās matemātisko aizsardzību. Šim riskam jau ir nosaukums: „savāc tagad, atšifrē vēlāk” (CSO Online). Šāds brīdis var būt vēl desmit gadu attālumā, taču valdību noslēpumiem, militāriem plāniem un kritiskās infrastruktūras datiem jāpaliek slepeniem arī pēc vairākām desmitgadēm. Tāpēc ES samērā klusi veido kontinenta mēroga kvantu sakaru tīklu, kura mērķis ir padarīt noklausīšanos šifrēšanas atslēgu apmaiņā fiziski pamanāmu.

Horvātija šajā sistēmā tagad ielikusi savu posmu. 9,9 milj. € vērtais CroQCI projekts demonstrējis kvantu drošus sakarus astoņās vietās Zagrebā (Večernji list), pārceļot tehnoloģiju no laboratorijas uz reālu datu centru vidi un lietotāju lietojumiem (CroQCI). Projektu vada Horvātijas akadēmiskais tīkls CARNET, bet zinātnisko virzienu nodrošina Rudžera Boškoviča institūts. Pilotā pārbaudīta optiskās šķiedras infrastruktūra un atslēgu pārvaldības arhitektūra, kas vēlāk ļautu pieslēgties plašākai ES sistēmai. Viens galvaspilsētas pilots pats par sevi ir neliels solis. Kā daļa no 27 valstu plāna tas ir politiski un tehniski nozīmīgs.

No gaismas veidota kontroles plomba

Kvantu atslēgu sadale jeb QKD ir vienkāršāka, nekā izklausās. Tā izveido šifrēšanas atslēgas, izmantojot atsevišķas gaismas daļiņas, un pēc tam nodod šīs atslēgas parastai šifrēšanai, kas aizsargā pašus datus (ITU). Būtiskais mehānisms ir fizikā: ja kāds pārtver gaismas daļiņas, lai nokopētu atslēgu, tas izmaina to kvantu stāvokļus tā, ka sūtītājs un saņēmējs to var pamanīt. Praktiski tā ir kā plomba, kas parāda iejaukšanos. Ja plomba ir bojāta, ir skaidrs, ka kāds mēģinājis piekļūt saturam.

Šī tehnoloģija aizsargā konkrētu posmu: atslēgu apmaiņu. Uzlauztas ierīces, slikta programmatūra, iekšējie draudi un metadatu noplūde joprojām paliek reālas problēmas (Fraunhofer IPMS). Arī kvantu signāli ir trausli. Tos nevar pastiprināt kā parastu interneta datplūsmu, tāpēc attālums ir ierobežots, ja nav uzticamu relejmezglu vai satelītsakaru.

Kontinentāla mīkla

ES ietvars, kas Horvātijas pilotam piešķir stratēģisku nozīmi, ir EuroQCI. Tā ir 2019. gadā sākta programma, kurā piedalās visas 27 dalībvalstis un Eiropas Kosmosa aģentūra (European Commission). Tās mērķis ir aizsargāt valdību datus, kritisko infrastruktūru un sensitīvus pētījumus pret nākotnes atšifrēšanu ar kvantu datoriem (HADEA).

Arhitektūrai ir divi slāņi. Nacionālie optiskās šķiedras tīkli, piemēram, Horvātijas tīkls, veido zemes segmentu. Satelīti vēlāk savienos valstis tur, kur ar šķiedru vien nepietiek. Eiropas infrastruktūras savienošanas instruments ir finansējis 19 pārrobežu projektus ar 193 milj. € kopējām investīcijām un 96 milj. € ES grantos, aptverot 25 dalībvalstis (HADEA). TransEuroOGS projekts Vācijā, Grieķijā, Īrijā un Luksemburgā būvē optiskās zemes stacijas kvantu atslēgu saņemšanai no satelītiem (FAU, HellasQCI). Cits maģistrālais projekts, QUANT-GPICz, iecerēts Frankfurtes, Berlīnes, Varšavas un Prāgas savienošanai ar kvantu drošu optiskās šķiedras tīklu.

Satelītu daļa ir grafika riska avots. Prototipu Eagle-1 oficiāli bija paredzēts palaist 2026. gada beigās, taču ziņots, ka kavēšanās varētu pārcelt startu uz 2027. gada beigām vai 2028. gada sākumu (Space Intel Report).

Divi vairogi, nevis viens

QKD ir tikai viena daļa no Eiropas aizsardzības pret kvantu risku. Plašāks vairogs ir pēckvantu kriptogrāfija: jauni matemātiski algoritmi, kuriem jāiztur kvantu datoru uzbrukumi. ASV Nacionālais standartu un tehnoloģiju institūts NIST pirmos trīs standartus pabeidza 2024. gada augustā (NIST). Francijas kiberdrošības aģentūra ANSSI no 2027. gada plāno vairs nesertificēt produktus, kuros nav kvantu drošas šifrēšanas (MarketScreener). Tas skars katru programmatūras produktu, ko izmanto valdības un kritiskie operatori.

Abas pieejas risina atšķirīgas problēmas daļas. Pēckvantu algoritmi ir programmatūras jauninājums visai digitālajai videi: VPN, sertifikātiem, ziņapmaiņas lietotnēm. QKD pievieno fizikā balstītu slāni visjutīgākajiem savienojumiem, kuros pat matemātiskiem pieņēmumiem gribas uzticēties pēc iespējas mazāk (NIST, ITU). Eiropa virzās abos virzienos, un Eiropas Komisija ir atvērusi sabiedrisko apspriešanu līdz 2026. gada 24. jūnijam, lai noteiktu EuroQCI darbības pēc 2027. gada (Quantum Flagship).

Astoņas kvantu sakaros savienotas vietas Zagrebā pašas par sevi Eiropas noslēpumus nepasargās. Vērtība rodas tad, kad nacionālie piloti, pārrobežu optiskās šķiedras savienojumi, sertifikācijas ietvari un satelīti sāk darboties kā savstarpēji savietojama sistēma. Reālistisks grafiks ir infrastruktūras izbūve 2020. gadu beigās un plašāka pāreja uz kvantu drošu šifrēšanu ap 2030. gadu. Sacensība nav teatrāla, bet tā ir īsta: šodien pārtverta šifrēta datplūsma nenoveco, un datori, kas to varētu izlasīt, kļūst arvien tuvāki.