Polska w czołówce rozwiązań technologii kwantowej

Użycie technologii QKD gwarantuje, że informacji przesyłanych za jej pomocą nie da się przechwycić, ani podsłuchać. W czasach, gdy poufność informacji ma szczególną wartość, takie narzędzie odgrywa strategiczną rolę w zapewnieniu bezpieczeństwa państwa. Co ciekawe pionierem teorii informacji kwantowej i współtwórcą kryptografii kwantowej jest Polak — prof. Artur Ekert. To jemu zawdzięczamy technologię QKD. 

Polska może pochwalić się tym, że ma zdolność do zabezpieczania łączności z wykorzystaniem stworzonych w Polsce rozwiązań QKD, co przyczynia się do zapewnienia niezależności i suwerenności cyfrowej. Posiada również największą w Europie sieć do kwantowej wymiany kluczy, który łączy Warszawę-Poznań-Gdańsk-Kraków-Wrocław.  

Eksperci z NASK oraz z Wojskowej Akademii Technicznej (WAT) zaprezentowali dziś możliwości technologii opracowanej w ramach projektu Optokrypt.  

O znaczeniu tej technologii dla bezpieczeństwa kraju najlepiej świadczy fakt, że w pierwszym połączeniu z wykorzystaniem technologii kwantowej brali udział  Wicepremier i Minister Cyfryzacji Krzysztof Gawkowski oraz Wicepremier i Minister Obrony Narodowej Władysław Kosiniak-Kamysz.  

– Połączenie to dowód na to, że Polska staje się liderem w rozwoju technologii kwantowych. Opracowanie i wdrożenie własnego systemu QKD umacnia nasze bezpieczeństwo narodowe i suwerenność cyfrową. Dzięki polskim rozwiązaniom jesteśmy w stanie nie tylko chronić kluczowe systemy teleinformatyczne, ale także rozwijać sektor gospodarki opartej na innowacjach – podkreślił znaczenie wydarzenia Krzysztof Gawkowski, Minister Cyfryzacji.

– Dochodziło już w Polsce do połączeń o charakterze kwantowym, ale teraz odbywa się to przy użyciu w pełni polskiej myśli technicznej przy zastosowaniu rozwiązań wymyślonych przez naszych naukowców. Jest to system podwójnego zastosowania, zarówno w przestrzeni wojskowej jak i cywilnej – zwracał uwagę Władysław Kosiniak-Kamysz, Wicepremier i Minister Obrony Narodowej.

Jak zaznaczał Michał Marks, Dyrektor Pionu Obliczeń Chmurowych i  Inteligentnych Sieci w NASK: 

–  To ważny moment dla polskiego cyberbezpieczeństwie oraz kolejna szansa na wzmocnienie pozycji Polski na arenie międzynarodowej jako lidera technologii kwantowych. Dzięki technologii QKD możemy tworzyć systemy komunikacyjne odporne na najnowocześniejsze zagrożenia, w tym ataki wykorzystujące komputery kwantowe. Jesteśmy świadkami rewolucji w sposobie, w jaki myślimy o bezpieczeństwie danych. 

Połączenie między Ministerstwem Cyfryzacji a WAT, odbyło się z wykorzystaniem dwóch zestawów QKD i tzw. węzła zaufanego zlokalizowanego w NASK. Zostało ono zabezpieczone protokołem IPSEC z wykorzystaniem symetrycznego algorytmu AES-256, a dane przesyłane były przez łącze chronione przy użyciu kluczy generowanych i dystrybuowanych w sposób całkowicie odporny na przechwycenie.  

Co to tak naprawdę oznacza?  

Ministerstwo Cyfryzacji, NASK i WAT połączyły swoje systemy w taki sposób, żeby przesyłane między nimi informacje były bardzo dobrze zabezpieczone. Użyto do tego odpornego na zagrożenia ze strony komputerów kwantowych symetrycznego szyfrowania AES-256 w warstwie sieci (IPSEC).  

AES-256 to najbardziej popularny obecnie algorytm szyfrowania symetrycznego (“zamka”), czyli takiego gdzie dane szyfrujemy i deszyfrujemy tym samym kluczem. Rozwój algorytmów dla komputerów kwantowych stanowi zagrożenie przede wszystkim dla algorytmów asymetrycznych. Symetryczne algorytmy takie jak AES-256 uważane są za bezpieczne. Kluczową kwestią jest, aby bo klucze (czyli jakby “hasła do zamka”) do ich odczytania były w pełni losowe i przekazywane w sposób, którego nikt po drodze nie mógł podsłuchać ani przejąć. Dzięki temu nikt niepowołany nie może zobaczyć, co jest w przesyłanych informacjach. 

Strategiczny projekt Optokrypt – niezależność polskiej nauki 

Zastosowane rozwiązania QKD zostały opracowane w całości przez polskie podmioty. W projekcie uczestniczyły Wojskowa Akademia Techniczna, firma TELDAT oraz NASK. 

Rozwiązanie QKD zapewnia niespotykany dotąd poziom bezpieczeństwa w telekomunikacji. Dynamiczny rozwój komputerów kwantowych niesie za sobą ryzyko złamania stosowanych obecnie metod kryptograficznych. Odpowiedzią na te zagrożenia są właśnie takie technologie jak kryptografia postkwantowa (PQC) oraz kwantowa dystrybucja kluczy (QKD). O ile PQC opiera się na teoriach matematycznych, o tyle QKD wykorzystuje fundamentalne procesy fizyczne mechaniki kwantowej, zapewniając odporność na wszelkie próby podsłuchu czy przechwycenia przesyłanych danych. 

Opracowanie polskiej technologii to ogromny krok w rozwoju krajowego cyberbezpieczeństwa, bo gwarantuje nam niezależność od zagranicznych dostawców. 

– Rozwiązania powstałe w ramach projektu Optokrypt otwierają nowe możliwości dla sektora publicznego i prywatnego. Polska myśl technologiczna, stojąca za systemem QKD, zapewnia nam niezależność od zewnętrznych dostawców oraz zdolność do rozwijania kolejnych innowacji w dziedzinie komunikacji kwantowej – podkreśla Radosław Nielek, dyrektor NASK. 

NASK jest kluczowym partnerem wdrożeniowym projektu kierowanego przez WAT. Eksperci z Instytutu nie tylko przygotowali infrastrukturę systemu, ale także zintegrowali system kwantowej wymiany klucza z już istniejącymi systemami transmisji danych oraz szczegółowo przeanalizowali zagrożenia i zajęli się wdrożeniem rozwiązań QKD. 

Technologia QKD ma szerokie zastosowanie: od ochrony systemów krytycznych, przez sektor finansowy, energetyczny i administrację publiczną, aż po przyszłościowe rozwiązania, takie jak kwantowa łączność satelitarna i usługi chmurowe.  

Bezpieczeństwo Polski – dziś i w przyszłości 

Rozwój polskich systemów QKD jest szczególnie istotny w kontekście europejskiego projektu EuroQCI, zakładającego stworzenie wspólnej infrastruktury łączności kwantowej dla krajów członkowskich UE. Projekt EuroQCI jest częścią szerszej inicjatywy, w której Komisja Europejska współpracuje ze wszystkimi 27 państwami członkowskimi UE oraz Europejską Agencją Kosmiczną (ESA). Zakłada on wybudowanie naziemnych światłowodowych sieci QKD, które będą łączyć się za pomocą satelitów.  

Polska jest aktywnym partnerem tego europejskiego przedsięwzięcia. Zbudowaliśmy najdłuższą sieć światłowodową do kwantowej wymiany kluczy (QKD) w Europie – ponad 1700 km, którą połączone są Warszawa, Poznań, Gdańsk, Wrocław i Kraków. Z kolei w skali świata, nasza polska sieć zajmuje drugie miejsce pod względem długości. Wyprzedzają nas tylko Chiny. Co więcej, polskie instytucje badawcze i komercyjne biorą również udział w innych projektach w ramach EuroQCI, gdzie rozwijane są rozwiązania QKD (Creotech, PCSS, Exatel). 

Artur Ekert – polski twórca QKD 

Technologia QKD, której możliwości były dziś prezentowane podczas połączenia w Warszawie, jest opracowana przez Polaka – profesora Artura Ekerta.  

Profesor Artur Ekert to wybitny polski fizyk i matematyk specjalizujący się w dziedzinie kryptografii kwantowej, jest wymieniany jako potencjalny laureat Nagród Turinga oraz Nobla z fizyki. Z kolei w ubiegłym roku podczas gali 30-lecia NASK profesor odebrał nagrodę im. Tomasza Hofmokla, która wręczana jest osobom i organizacjom szczególnie zasłużonym dla rozwoju społeczeństwa informacyjnego. 

Profesor Ekert pozostaje jednym z najwybitniejszych polskich naukowców na arenie międzynarodowej, a jego wkład w rozwój kryptografii kwantowej i teorii informacji kwantowej jest nieoceniony i szeroko uznawany w środowisku naukowym. 

Polska suwerenność cyfrowa 

Dzięki wysiłkowi polskich naukowców pierwsza wersja naszej technologii kwantowej dystrybucji kluczy (QKD) jest gotowa do działania. To ważny krok w kierunku uniezależnienia się od zagranicznych dostawców i wzmocnienia bezpieczeństwa strategicznego kraju.  

Prezentowane rozwiązanie umożliwia szyfrowaną komunikację między centrami danych oraz instytucjami administracji publicznej, zapewniając najwyższy poziom bezpieczeństwa wymiany informacji poufnych. Opracowane rozwiązanie należy dalej rozwijać, aby stać się konkurencyjnym dostawcą dla liderów światowego rynku. 

Projekt Optokrypt, realizowany przez polskie podmioty, otwiera nowe możliwości dla sektora publicznego i prywatnego. QKD ma szerokie zastosowanie od szyfrowanej komunikacji między centrami danych oraz instytucjami administracji publicznej, po kwantową łączność satelitarną i usługi chmurowe, co jest szczególnie istotne w kontekście europejskiego projektu EuroQCI.