A magyar kutatók a világon elsőként alkalmaztak ilyen megoldást

Kvantumkulccsal titkosított rádióüzeneteket váltottak Budapesten a HUN-REN Wigner Fizikai Kutatóközpont és az Eötvös Loránd Tudományegyetem (ELTE) kutatói - közölte a HUN-REN Magyar Kutatási Hálózat.

A tájékoztatás szerint a HUN-REN Wigner Fizikai Kutatóközpont és az ELTE Informatikai Kar szakemberei sikeresen tesztelték a kvantumos kulcsszétosztás (QKD) alkalmazását egy nyilvános rádiós üzenetküldő hálózaton. A QCIHungary projekt keretében, október 29-én végrehajtott kísérlet során a Margit híd két oldaláról váltottak kvantumkulccsal titkosított üzeneteket a Meshtastic rádióhálózaton. A kutatók tudomása szerint a világon elsőként alkalmaztak kvantumos kulcsszétosztással létrehozott titkosítókulcsot ilyen típusú Meshtastic-üzenetek védelmére.

A Meshtastic egy rövid, szöveges üzenetek továbbítására alkalmas, nyílt forráskódú rádiós hálózat, amelynek előnye, hogy a készülékek közvetlenül egymással kommunikálnak, nincs szükség telepített infrastruktúrára, és bárki szabadon, ingyenesen használhatja, szoftvere nyílt forráskódú.

A készülékek LoRa digitális rádiómodulációt használnak, amely alacsony energiafelhasználással és kis sávszélességen több tíz kilométeres hatósugarat biztosít. Ez hasonló ahhoz a távolsághoz, amelyet az üvegszálas kvantumkulcs-szétosztó eszközök közvetlenül át tudnak hidalni.

A kvantumos kulcsszétosztás során a felek a kvantumfizika törvényeit kihasználva állítanak elő közös titkos kulcsot. Mivel biztonsága nem matematikai problémák nehézségén, hanem fizikai törvényeken alapul, a jövőbeli kvantumszámítógépek sem jelentenek rá veszélyt, a lehallgatási kísérlet pedig elvileg mindig észrevehető.

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

A két kutató ezt követően a pesti Szent István körútról, illetve a budai Széll Kálmán térről indult el egymás felé. Délelőtt 11:21 és 11:39 között először mintegy 1,2 kilométeres távolságból, végül a Margit híd két hídfőjétől váltottak titkosított üzeneteket a Duna felett. Az egyik üzenet így szólt: Physics enlightens the world! (A fizika megvilágítja a világot!), a válasz: Indeed! (Úgy bizony!). A sikeres üzenetváltást a nyilvános Meshtastic-csatornán is bejelentették.

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 kilométeres távolságból. Az útvonalon két kis GPS-nyomkövető rögzítette az üzeneteket és a jelerősséget. 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 HUN-REN közleménye szerint a kísérlet 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.

A QCIHungary projekt a magyar hozzájárulás az Európai Unió EuroQCI (European Quantum Communication Infrastructure) kezdeményezéséhez, amely egy EU-szintű, kvantumkommunikációval védett infrastruktúra kiépítését célozza. A hazai konzorcium tagjai a Pro-M Zrt., a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, az ELTE Informatikai Kar és a HUN-REN Wigner Fizikai Kutatóközpont. 

A projekt a Digitális Európa Program támogatásával valósul meg, és a Budapestet Győrrel, valamint Szegeddel összekötő kvantumkommunikációs gerinchálózat alapjait teremti meg - áll a közleményben.