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I ricercatori sviluppano una rete di comunicazione quantistica multiutente sicura.

I ricercatori sviluppano una rete di comunicazione quantistica multiutente sicura.

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Il mondo sta per compiere un passo avanti verso una rete Internet totalmente sicura in risposta alla crescente minaccia di attacchi informatici, grazie a un team di scienziati internazionali che hanno creato una rete di comunicazione quantistica multiutente che potrebbe trasformare il modo in cui comunichiamo online.

Redazione.

La ricerca, guidata dall’Università di Bristol, ha il potenziale per servire milioni di utenti ed è considerata la più grande rete quantistica nel suo genere. Potrebbe essere utilizzata per proteggere le comunicazioni online delle persone, in particolare in questo periodo post-Covid caratterizzato da un uso massiccio di internet.

Implementando una nuova tecnica, sfruttando le semplici leggi della fisica, può rendere i messaggi completamente al sicuro dall’intercettazione, superando anche le principali sfide che hanno precedentemente limitato i progressi in questa tecnologia poco utilizzata ma molto pubblicizzata.

L’autore principale, il dott. Siddarth Joshi, che ha guidato il progetto presso i laboratori di Quantum Engineering Technology (QET) dell’università, ha dichiarato: “Questo rappresenta un enorme passo avanti e rende l’Internet quantistico una proposta molto più realistica. Fino ad ora, la creazione di una rete quantistica ha comportato costi, tempo e risorse enormi, oltre a compromettere spesso la sua sicurezza che vanifica l’intero scopo “. La nostra soluzione è realizzabile, relativamente economica e, soprattutto, inespugnabile. Ciò significa che è un entusiasmante punto di svolta e apre la strada a uno sviluppo molto più rapido e all’implementazione diffusa di questa tecnologia.

Proteggere il futuro di Internet

L’attuale Internet si basa su codici complessi per proteggere le informazioni, ma gli hacker sono sempre più abili nel superare in astuzia tali sistemi che portano ad attacchi informatici in tutto il mondo che causano gravi violazioni della privacy e frodi che ammontano a trilioni di sterline all’anno. Con tali costi che dovrebbero aumentare drasticamente, le ragioni per trovare un’alternativa sono ancora più convincenti e il quantum è stato per decenni salutato come la sostituzione rivoluzionaria delle tecniche di crittografia standard.

Finora i fisici hanno sviluppato una forma di crittografia sicura, nota come distribuzione delle chiavi quantistiche, in cui vengono trasmesse particelle di luce, chiamate fotoni. Il processo consente a due parti di condividere, senza rischio di intercettazione, una chiave segreta utilizzata per crittografare e decrittografare le informazioni. Ma ad oggi questa tecnica è stata efficace solo tra due utenti.

“Finora gli sforzi per espandere la rete hanno coinvolto una vasta infrastruttura e un sistema che richiede la creazione di un altro trasmettitore e ricevitore per ogni utente aggiuntivo. La condivisione dei messaggi in questo modo, noto come nodi fidati, non è sufficiente perché utilizza così tanto hardware extra che potrebbe perdere e non sarebbe più totalmente sicuro “, ha detto il dott. Joshi.

Come funziona la rete di comunicazione quantistica multiutente

La tecnica quantistica del team applica un principio chiamato entanglement, che Albert Einstein ha descritto come “azione spettrale a distanza”. Sfrutta la potenza di due diverse particelle collocate in posizioni separate, potenzialmente a migliaia di chilometri di distanza, per imitarle simultaneamente. Questo processo offre opportunità molto maggiori per i computer quantistici, i sensori e l’elaborazione delle informazioni.

Invece di dover replicare l’intero sistema di comunicazione, questa ultima metodologia, chiamata multiplexing, divide le particelle di luce, emesse da un unico sistema, in modo che possano essere ricevute da più utenti in modo efficiente“, ha detto il dott. Joshi.

Il team ha creato una rete per otto utenti utilizzando solo otto ricevitori, mentre il primo metodo avrebbe richiesto il numero di utenti moltiplicato molte volte, in questo caso, pari a 56 caselle. Man mano che il numero degli utenti cresce, la logistica diventa sempre più impraticabile: ad esempio 100 utenti prenderebbero 9.900 ricevitori.

Per dimostrare la sua funzionalità a distanza, i ricevitori sono stati collegati a fibre ottiche attraverso diverse posizioni in tutta Bristol e la capacità di trasmettere messaggi tramite comunicazione quantistica è stata testata utilizzando la rete in fibra ottica esistente della città.

“Oltre ad essere completamente sicura, la bellezza di questa nuova tecnica è la sua agilità semplificata, che richiede un hardware minimo perché si integra con la tecnologia esistente”, ha detto il dott. Joshi.

L’esclusivo sistema del team offre anche la gestione del traffico, offrendo un migliore controllo della rete che consente, ad esempio, a determinati utenti di avere la priorità con una connessione più veloce.

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Risparmio di tempo e denaro

Mentre i precedenti sistemi quantistici hanno impiegato anni per essere costruiti, a un costo di milioni o addirittura miliardi di sterline, questa rete è stata creata in pochi mesi per meno di £ 300.000. I vantaggi finanziari crescono con l’espansione della rete, quindi mentre 100 utenti sui precedenti sistemi quantistici potrebbero costare nella regione di 5 miliardi di sterline, il dottor Joshi ritiene che la tecnologia multiplexing potrebbe ridurli a circa 4,5 milioni di sterline, meno dell’1%.

Negli ultimi anni la crittografia quantistica è stata utilizzata con successo per proteggere le transazioni tra centri bancari in Cina e garantire voti alle elezioni svizzere. Tuttavia, la sua più ampia applicazione è stata frenata dalla vastità delle risorse e dei costi coinvolti.

“Con queste economie di scala, la prospettiva di un Internet quantistico per l’utilizzo universale è molto meno inverosimile. Abbiamo dimostrato il concetto e perfezionando ulteriormente i nostri metodi di multiplexing per ottimizzare e condividere le risorse nella rete, potremmo cercare di servire non solo centinaia o migliaia, ma potenzialmente milioni di utenti in un futuro non troppo lontano “, ha detto il dott. Joshi.

“Le ramificazioni della pandemia COVID-19 non solo hanno mostrato l’importanza e il potenziale di Internet, e la nostra crescente dipendenza da esso, ma anche quanto la sua assoluta sicurezza sia fondamentale. L’intreccio multiplexing potrebbe contenere la chiave vitale per rendere questa sicurezza una realtà tanto necessaria “.

Le istituzioni che collaborano con l’Università di Bristol sono l’Università di Leeds, il Ruder Boskovic Institute (RBI) croato a Zagabria, l’Istituto austriaco per l’ottica quantistica e l’informazione quantistica (IQOQI), a Vienna, e l’Università nazionale cinese di tecnologia della difesa (NUDT) a Changsha .

Fonte: Helpnetsecurity

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