Az üreges magú szál csak levegővel van töltve, de a technológia biztonsági alkalmazásai igen ígéretesek lehetnek. Egy új típusú, vékony, csak levegővel töltött optikai szálról kiderült, hogy különösen hatékonyan a kvantumkulcsok elosztására (QKD) egy elvileg feltörhetetlen biztonsági protokoll mellett, amely kulcsszerepet játszhat az érzékeny adatok védelmében az egyre kifinomultabb kibertámadásokkal szemben.
A BT a QKD-t egy hat kilométer hosszú üreges magszálból készült kábelen kísérletezte ki, egy olyan technológián, amelyen az elmúlt hónapokban a hagyományos optikai kábelek alternatívájaként dolgozott.
Az optikai szálak általában tömör üvegszálakból készülnek, amelyek a lézeradók által kibocsátott fényjelek becsatornázásával továbbítják az információt. Az üreges magú szálaknak ezzel szemben levegővel van megtöltve a közepe, azaz tulajdonképpen egy hajlékony üvegcsőről van szó. Kiderült, hogy ez a konfiguráció jobban alkalmas a QKD-re, mert csökkenti annak lehetőségét, hogy a különböző jelek zavarják egymást, és tönkretegyék az egész folyamatot.
A QKD a hagyományos kriptográfiához hasonlóan működik: az adatokat egy olvashatatlan üzenetbe kódolják egy kriptográfiai kulccsal, amelyre a címzettnek szüksége van az információ visszafejtéséhez. A módszer úgy működik, hogy a kriptográfiai kulcsot egy kvantumrészecskére (vagy qubitre) kódolják, amelyet elküldenek a másik személynek, aki a kulcsérték megszerzése érdekében megméri a qubitet.
Ez a megközelítés azért különösen érdekes a biztonsági kutatók számára, mert a kvantumfizika törvényein alapul, amelyek előírják, hogy a qubitek összeomlanak, amint megmérik őket. Ez azt jelenti, hogy ha egy harmadik fél lehallgatja a cserefolyamatot, és megméri a qubiteket, hogy kitalálja a kriptográfiai kulcsot, akkor elkerülhetetlenül nyomot hagyna maga után a behatolása.
A kriptográfusok ezért a QKD-t "bizonyíthatóan" biztonságosnak nevezik. A módszer várhatóan további biztonsági szintet hoz majd az adatcserékbe, különösen mivel a hackerek egyre jobb eszközöket fejlesztenek ki a meglévő biztonsági protokollok feltörésére. A technológia még kialakulóban van, és a kutatók a QKD megvalósításának különböző módjait vizsgálják, de az egyik legjobban bevált megközelítés lényege, hogy optikai kábeleket használnak mind a kriptográfiai kulccsal feltöltött qubitek, mind a tényleges titkosított üzenet továbbítására.
A hagyományos üvegből készült optikai szálak használata esetén azonban, a protokoll hatékonysága korlátozott. Ennek az az oka, hogy az információt hordozó fényjelek az üvegen keresztül haladva valószínűleg szétterjednek a hullámhosszukban, ez az úgynevezett "crosstalk" hatás, amely miatt a fénycsatornák más csatornákba szivárognak.
Emiatt a titkosított üzenetet nem lehet ugyanazon a kábelen keresztül küldeni, mint a qubiteket, amelyek rendkívül törékenyek és érzékenyek a crosstalk okozta zajra. A BT szerint az egész folyamat ahhoz hasonlítható, mintha egy zenekar mellett próbálnánk suttogva beszélgetni.
Ez az a pont, ahol az üreges szálak nagy változást hozhatnak. Egy levegővel töltött csatornában a fényjelek nem szóródnak annyira, és kevesebb "keresztbeszéd" keletkezik a csatornák között. Más szóval, a titkosított adatfolyam és a titkosítási kulcsot hordozó gyenge kvantumjel között egyértelmű különbség lehet, még akkor is, ha mindkettő ugyanazon a szálon halad. Végső soron tehát az üreges szálak hatékonyabb jelöltek lehetnek a QKD számára, hiszen egy "minden egyben" megoldás kevesebb infrastruktúra kiépítését igényli.
Ráadásul a BT a technológia korábbi kísérletei során azt is bebizonyította, hogy a fényjelek küldése a levegővel töltött magon keresztül sokkal gyorsabb, mint az üvegen keresztül A cég szerint az üreges magú szálakkal az adatok akár 50 százalékkal gyorsabban terjednek, mint a hagyományos optikai kábelekben. Ez azt jelenti, hogy a technológia jelentősen csökkentheti az adatátvitel késleltetését is.
A BT kísérlete továbbra is korlátozott, nem ment el olyan messzire, hogy ténylegesen titkosított adatokat cseréljenek, ehelyett a kvantumrészecske viselkedését vizsgálták, amikor azt egy nagy teljesítményű klasszikus csatorna, jelen esetben egy fényjel mellett küldték el. A kísérlet sikere Catherine White, a BT kutatója szerint abban rejlik, hogy mindkét csatorna egészséges maradt, ami a hagyományos szálak esetében nem így lenne. "Ebben az esetben csak a kulcscserét bizonyítottuk, nem a titkosítást teszteltük" - mondta White a ZDNetnek.
A kísérletből származó paraméterek, például a kvantumbit hibaaránya azonban azt jelzi, hogy a rendszer hatékonyan generált egy olyan kulcsot, amely felhasználható az adatok védelmére. Most pedig már a konfiguráció adatcserére való alkalmazásán dolgoznak.
A következő kihívás annak kiderítése lesz, hogy a technológia méretezhető-e. A BT a QKD-t egy hat kilométer hosszú kábelen próbálta ki. Ez még mindig messze van a protokollal végzett más kísérletektől, amelyekben a kutatóknak sikerült kvantumrészecskéket több száz kilométeren keresztül eljuttatniuk. Az év elején például a Toshiba Europe cambridge-i kutatólaboratóriumának kutatói a QKD-t 600 kilométert meghaladó hosszúságú optikai szálakon mutatták be.
White elmagyarázta, hogy a BT kísérletében használt üreges magszál minden alacsony késleltetési és szórási tulajdonsága ellenére nem alacsony veszteségű, ami a QKD hatótávolságának kiterjesztéséhez elengedhetetlen tulajdonság. A kutatók azonban dolgoznak az anyag finomhangolásán, hogy e tekintetben javítsák a teljesítményét.
"Az eredmények azt mutatják, hogy a szál bizonyos hullámhosszakra történő hangolásakor elképesztően alacsony veszteséget tudunk elérni. Ez nagyon ígéretes, és további fejlesztéseket elébe nézünk. "Ez azt jelenti, hogy az üreges magú szálak potenciálisan segíthetnek a QKD-nek az eddig látottnál nagyobb hatótávolságok elérésében" - tette hozzá Catherine White.
