Novou laboratoř s takzvanou kvantovou komunikační infrastrukturou mají ode dneška k dispozici odborníci z Fakulty elektrotechniky a komunikačních technologií Vysokého učení technického v Brně. Laboratoř umožní vědcům pracovat na počítačových sítích nové generace, které budou chráněny i před útoky kvantových počítačů, vůči nimž je zranitelná naprostá většina současných sítí, a to včetně internetu.

Experti budou díky speciálnímu vybavení schopni pracovat na ochraně citlivých dat, a to ještě před sestrojením kvantového počítače, pro který by byla současná úroveň zabezpečení jednoduše překonatelnou překážkou. Při prolomení by se mohla do cizích rukou dostat například data týkající se bezpečnosti státu nebo obecně kritické infrastruktury. Zároveň je nutné ochránit informace, které si mezi sebou předává Česká republika a mezinárodní instituce, jako třeba Evropská unie nebo NATO.

„Jednou z oblastí, která je v působnosti Národního úřadu pro kybernetickou a informační bezpečnost je ochrana utajovaných informací v informačních a komunikačních systémech a jejich kryptografická ochrana. Z toho důvodu vítáme všechny aktivity vedoucí k výzkumu a vývoji potřebných technologií a pro přípravu odborníků na optickou kvantovou komunikaci a kvantovou kryptografii. Nezastupitelnou roli v této oblasti mají akademická pracoviště, proto je spolupráce s nimi pro nás klíčová,“ říká náměstek ředitele NÚKIB Jaroslav Šmíd.

Část zařízení, zejména prvky pro kvantové ustanovení klíčů, je zakoupena od švýcarské jedničky v oblasti kvantové komunikace, společnosti ID Quantique. Další součásti laboratoře si VUT vyvíjí samo, jedná se zejména o vysokorychlostní šifrátory schopné pracovat až rychlostí 100 Gb za sekundu, což je mnohem více než dokáže většina v současnosti dostupných zařízení. Infastruktura je dále doplněna o simulátory útočníků, generátory datového provozu, analyzátory vysokorychlostního provozu nebo prvky pro simulaci optických tras různých délek.

V praxi by měly mít instituce vyžadující vysoký stupeň ochrany dat k dispozici sestavu podobnou té v laboratoři VUT, tedy zejména zařízení pro kvantové ustanovení klíčů a šifrátor, avšak data by posílaly po již existujících optických sítích.

V současnosti slouží laboratoř zejména výzkumným aktivitám v rámci projektu Kybernetická bezpečnost sítí v postkvantové éře podpořeného z programu IMPAKT bezpečnostního výzkumu Ministerstva vnitra ČR. V něm bude v první fázi vyvinut šifrátor odolný vůči kvantovým útokům a následně v druhé fázi otestován v pilotním provozu v optických sítích na vzdálenost až několik desítek kilometrů. Při řešení projektu je klíčová úzká spolupráce s Národním úřadem pro kybernetickou a informační bezpečnost a dalšími univerzitami.

„Cílem je ověřit vlastnosti zařízení u nás v laboratoři, následně zvětšovat vzdálenosti mezi komunikujícími stranami až na několik desítek kilometrů. Toho plánujeme dosáhnout pomocí pilotních spojů mezi FEKT a FIT VUT či mezi VUT a Masarykovou univerzitou. Důležitá je aktivní spolupráce s partnery napříč ČR,“ přibližuje plány řešitel projektu Jan Hajný z VUT.

Otevření laboratoře reaguje na aktuální trendy v zahraničí, zejména v EU, USA a Číně, kde už podobné infrastruktury budují a propojují v nadnárodní sítě. V ČR má laboratoř na brněnské technice ambici stát se jedním z prvních stavebních bloků takzvané Národní kvantové sítě. Výsledky měření a zkušenosti s nasazením kvantových sítí budou využity při jejím budování pod hlavičkou uskupení CyberSecurity Hub, jehož je VUT zakládajícím členem, a následně při propojování infrastruktury s evropskými partnery, kde je cílem zapojit se do celoevropské iniciativy budování kvantové komunikační infrastruktury – EuroQCI.

Mimo vědeckých účelů má laboratoř za cíl přiblížit problematiku kvantových sítí i studentům v rámci programu Informační bezpečnost a laické veřejnosti, obsahuje tedy i demonstrátory, které prezentují základní principy kvantové kryptografie srozumitelnou formou.