Вчені досягли нульового розголошення інформації за допомогою квантових випадкових чисел

Група дослідників, очолювана професорами Пань Цзянвеєм та Чжан Цяном з Університету науки та технології Китаю (USTC) Академії наук Китаю, опублікувала в журналі PNAS результати своєї роботи зі створення публічної служби генерації випадкових чисел на основі квантових методів. Це відкриття має важливе значення для криптографії, лотерейної індустрії та соціального добробуту.

Криптографічний інструмент нульового розголошення інформації (ZKP) дозволяє перевіряти достовірність даних між сторонами, що недовіряють один одному, не розкриваючи зайвої інформації. Його варіант, що невзаємодіє нульове розголошення інформації (NIZKP), не вимагає багаторазового обміну інформацією, що робить його затребуваним у цифровому підписі, блокчейні та автентифікації особи.

Основна проблема NIZKP полягає в труднощі створення випадкових чисел, які часто замінюються детермінованими псевдовипадковими алгоритмами. Це створює потенційні вразливості у безпеці. Рішенням стала розробка системи публічної служби, заснованої на генераторах випадкових квантових чисел, незалежних від пристрою (DIQRNG), з використанням постквантової криптографії для аутентифікації.

Система DIQRNG дозволяє мовити згенеровані випадкові числа в режимі реального часу, забезпечуючи їхню безпеку в процесі трансляції. Для цього застосовувався алгоритм захищеного квантового підпису, здатний протистояти квантовим атакам і гарантує цілісність і справжність випадкових чисел при передачі.

Використовуючи отримані випадкові числа, вчені сконструювали та експериментально перевірили безпечніший протокол NIZKP. Це значно підвищило безпеку методу.

Дослідження є першим, що поєднує три різні поля: квантову нелокальність, квантово-захищені алгоритми та нульове розголошення інформації, що значно покращує безпеку ZKP.

У майбутньому з розвитком квантових технологій очікується поява нових інноваційних рішень, заснованих на принципах квантової механіки, що надасть сильну підтримку у вирішенні проблем інформаційної безпеки.