Ученые добились нулевого разглашения информации с помощью квантовых случайных чисел

Группа исследователей, возглавляемая профессорами Пань Цзянвэем и Чжан Цяном из Университета науки и технологии Китая (USTC) Академии наук Китая, опубликовала в журнале PNAS результаты своей работы по созданию публичной службы генерации случайных чисел на основе квантовых методов. Это открытие имеет важное значение для криптографии, лотерейной индустрии и социального благосостояния.

Криптографический инструмент нулевого разглашения информации (ZKP) позволяет проверять достоверность данных между недоверяющими друг другу сторонами, не раскрывая лишней информации. Его вариант, невзаимодействующее нулевое разглашение информации (NIZKP), не требует многократного обмена информацией, что делает его востребованным в цифровой подписи, блокчейне и аутентификации личности.

Основная проблема NIZKP заключается в трудности создания истинно случайных чисел, которые часто заменяются детерминированными псевдослучайными алгоритмами. Это создает потенциальные уязвимости в безопасности. Решением стала разработка системы публичной службы, основанной на генераторах квантовых случайных чисел, независимых от устройства (DIQRNG), с использованием постквантовой криптографии для аутентификации.

Система DIQRNG позволяет вещать сгенерированные случайные числа в режиме реального времени, обеспечивая их безопасность в процессе трансляции. Для этого применялся алгоритм квантовой защищенной подписи, способный противостоять квантовым атакам и гарантирующий целостность и подлинность случайных чисел при передаче.

Используя полученные случайные числа, ученые сконструировали и экспериментально проверили более безопасный протокол NIZKP. Это значительно повысило безопасность метода.

Исследование является первым, объединяющим три различных поля: квантовую нелокальность, квантово-защищенные алгоритмы и нулевое разглашение информации, что значительно улучшает безопасность ZKP.

В будущем, с развитием квантовых технологий, ожидается появление новых инновационных решений, основанных на принципах квантовой механики, что окажет сильную поддержку в решении проблем информационной безопасности.