Un “fusible de sécurité” offre une solution pratique pour combattre les attaques par injection de lumière pendant la distribution de clé quantique

Un groupe de scientifiques du Quantum Communications Competence Center de NTI, établi sur la base de l’Université MISIS, en partenariat avec le Russian Quantum Center, ainsi que des chercheurs de l’Université ITMO, de l’Université nationale des technologies de la défense (NUDT) en Chine et la Quantum Technology Foundation of Thailand (QTFT) a protégé les systèmes de distribution de clés quantiques (QKD) des attaques par injection de lumière. L’expérience a été décrit dans la revue internationale PRX Quantum et noté par l’American Physical Society.

Selon une nouvelle expérience, plusieurs isolateurs et circulateurs existants et prêts à l’emploi pourraient protéger les systèmes de distribution de clés quantiques (QKD) contre un type de piratage connu sous le nom d’attaques par injection de lumière. Ces appareils facilement disponibles résistent à l’assaut du pirate informatique ou s’autodétruisent pour arrêter l’ensemble du système QKD et garantir que les clés quantiques ne se retrouvent pas entre de mauvaises mains. Ils fonctionnent ainsi comme un fusible électrique de sécurité dans une maison.

QKD permet d’envoyer des clés quantiques secrètes sur des canaux non sécurisés. Mais il y a des risques avec ce type de transmission. Si QKD n’est pas exécuté exactement de la bonne manière, il devient vulnérable aux attaques par injection de lumière, dans lesquelles une lumière supplémentaire est ajoutée sournoisement à la fibre QKD et pénètre de manière invisible à l’intérieur des stations sécurisées pour emporter des morceaux de la clé secrète. Pour répondre à cette préoccupation, les physiciens et les professionnels de la sécurité ont recherché des contre-mesures efficaces pour empêcher ces piratages.

Vadim Makarov et ses collègues proposent une solution : l’ajout d’un dispositif sacrificiel bon marché à l’extrémité de sortie des sources de fibres QKD pour résister aux attaques par injection de lumière ou interrompre la transmission de la clé quantique avant que le piratage ne réussisse. Les chercheurs ont examiné des isolateurs et des circulateurs optiques prêts à l’emploi en les brûlant avec un laser à fibre haute puissance et ont découvert qu’ils pouvaient remplir cette fonction.

“Le résultat du travail a été la création d’une protection fiable contre cette classe d’attaques, et pas seulement la découverte d’une vulnérabilité, dont la gestion n’est pas très claire. Nous espérons que la contre-mesure que nous avons testée sera immédiatement appliquée dans tous systèmes industriels de cryptographie quantique », a déclaré Vadim Makarov, responsable du Laboratoire d’analyse des vulnérabilités pratiques des systèmes de cryptographie quantique et de développement de méthodes de certification du Centre de compétences en communications quantiques de l’Université MISIS de NTI.

Plus d’information:
arxiv.org/pdf/2201.06114.pdf

Fourni par l’Université nationale des sciences et de la technologie MISIS