مختبر CEA-Leti الفرنسي يحصل على تمويل من خطة كارنو لدراسة ثغرات الطبقة المادية في أنظمة توزيع المفاتيح الكمومية

أخبار ar.wedoany.com، يكشف مختبر الإلكترونيات وتكنولوجيا المعلومات التابع لهيئة الطاقة الذرية الفرنسية (CEA-Leti)، من خلال دراسة الواجهة بين الإشارات الضوئية والرقمية، عن ثغرات في الطبقة المادية لأنظمة توزيع المفاتيح الكمومية (QKD) أثناء النشر الفعلي. وقد خصص مشروع SEQUENCES، الممتد لثلاث سنوات ضمن خطة كارنو، لدراسة الهجمات الجانبية التي تستهدف واجهة التحويل الكهروضوئي في أنظمة QKD. وعلى عكس التشفير التقليدي والتشفير ما بعد الكمومي، يعتمد أمن التشفير الكمومي على قوانين الفيزياء الكمومية، وتنشأ نقاط ضعفه بشكل أساسي من مرحلة التنفيذ المادي، وليس من الخوارزميات الرياضية. ويشير Mikael Carmona، رئيس قسم أمن الأجهزة في CEA-Leti، إلى أن الأمان النظري المطلق قد يُدخل ثغرات أثناء التنفيذ الفعلي للنظام.

يركز مشروع SEQUENCES على توصيف الهجمات المادية المحتملة التي قد تواجه أنظمة QKD، مع اهتمام خاص بما إذا كانت هجمات المراقبة الجانبية تشكل تهديدًا لسرية المفاتيح. يعتقد الباحثون أن التغيرات في استهلاك الطاقة أو الإشعاع الكهرومغناطيسي أثناء عملية كشف الفوتونات ومعالجتها قد تؤدي إلى تسرب البيانات المنقولة. يشرح Loïc Mangin، مهندس الأبحاث في CEA-Leti والمقيم في مختبر ITSEF التابع للمؤسسة، هذه القضية الأساسية بالتفصيل. ويشير إلى أن عملية كشف الفوتونات ومعالجتها تمثل نقاط ضعف محتملة، حيث يعتمد كل نظام لتوزيع المفاتيح على نقل الفوتونات عبر الألياف الضوئية للاتصال الكمومي. ناقش فريق البحث ما إذا كانت هجمات المراقبة الجانبية التي تستغل الإشعاعات المادية غير المقصودة قد تهدد سرية المفاتيح، وحقق في العلاقة بين تقلبات استهلاك الطاقة أو الإشعاع الكهرومغناطيسي أثناء كشف الفوتونات والبيانات المنقولة.

يدفع الانتشار المتزايد لأنظمة QKD إلى إجراء أبحاث متعمقة حول أمنها. تشكل واجهة التحويل الكهروضوئي، التي تحول الإشارات الضوئية إلى إشارات رقمية ضرورية لإنشاء المفاتيح، سطح هجوم فريدًا يختلف عن نقاط ضعف التشفير التقليدي. تتطلب معالجة هذه الثغرات المادية أساليب تقييم أمني جديدة، وهو اتجاه لم يحظ باهتمام كبير في الأدبيات العلمية سابقًا. تكمل نتائج مشروع SEQUENCES محتوى خطة QCommTestbed، مما يؤسس لمنصة اختبار وطنية منسقة لتكنولوجيا الكم في فرنسا.

يعتمد تقدم المشروع بشكل كبير على تمويل خطة كارنو. يقول Carmona إن هذا التمويل ضروري للحصول على أنظمة التشفير الكمومي، التي تمثل أجهزة رئيسية لتوصيف الهجمات المادية المحتملة. يؤكد الباحثون أنه إذا حصل المهاجم على صلاحية الوصول إلى نظام QKD، فقد يتمكن من تهديد سرية المفاتيح المُنشأة من خلال هجمات مادية، مما يبرز أهمية وإلحاح التقييم الأمني. تعزز نتائج المشروع قدرة CEA-Leti على تقييم تقنية QKD عند نضوجها، مما يساهم في مجتمع التشفير الكمومي الصناعي والمؤسسي.