В ИТМО разработали способ дешифровки изображений с помощью квантовой криптографии

Авторы изобретения предложили отправлять зашифрованные изображения через открытые каналы, а через закрытые посылать ключ, с помощью которого можно расшифровать формулу, являющуюся в свою очередь ключом к дешифровке самого изображения. Особенность изобретения в том, что для отправки изображений и для их дешифровки требуется обычный ПК и оборудование, которое имеется во многих лабораториях, специализирующихся на оптических и астрономических исследованиях.

Вопрос дешифровки переданных изображений – один из основных в квантовой криптографии. Существует несколько способов, которые позволяют определить, как выглядел изначально переданный по каналу рисунок.

Но пока разработчики квантовых криптографических систем сталкиваются с тем, что можно либо передавать через канал одно изображение, либо для каждой отправки и дешифровки картинки приходится применять сложные формулы, которые затрудняют отправку одновременно нескольких изображений. Также многие имеющиеся системы позволяют обмениваться изображением лишь с одним пользователем, что ставит под вопрос практическое применение таких схем.

В Университете ИТМО предложили свой способ отправки и дешифровки изображений, в основе которого введение дополнительного этапа шифрования в открытом канале, – за счет этого нагрузка на канал с закрытой передачей информации уменьшается. Фактически он используется лишь один раз, когда пользователь получает индивидуальные кодирующие последовательности, которые необходимы для дешифровки данных с первого канала.

Для применения метода, предложенного в ИТМО, можно использовать стандартное оптическое оборудование.

В частности, для того, чтобы отправить зашифрованное изображение, достаточно иметь обычный персональный компьютер с программой, которая может задавать псевдослучайные данные. Также потребуется He-Ne лазер с центральной длиной волны 624 нм и цифровое микрозеркальное устройство с максимальной частотой переключения кадров 617 Гц.

В блоке отправителя есть шифратор и передатчик, а оборудование получателя включает в себя регистратор, дешифратор. Для передачи защищенных данных через канал квантовой связи – светоделитель, который разделяет излучение от передатчика к регистратору.

У получателя данных должен быть компьютер с программным обеспечением для дешифровки изображений. Программа вычисляет корреляционную функцию и значения интегральных интенсивностей излучения. А непосредственно само изображение получатель принимает с помощью ПЗС-камеры, электронного детектора. Такое оборудование активно применяется в съемках звездного неба и используется в астрономических лабораториях. Особенность ПЗС-камер – чувствительность к широкому диапазону волн, поэтому прибор может получить максимум данных по каналу связи.

Авторы изобретения отмечают, что их разработка позволяет отправлять информацию на дальние расстояния. Также благодаря тому, что используется уже существующее на рынке оборудование, технология может быть быстро внедрена.

Фото: Shutterstock/FOTODOM