Bảo vệ mạng máy tính lượng tử chống lại các mối đe dọa tấn công

Hiện nay, trong thế giới phức tạp của máy tính lượng tử nơi các bit thông tin có thể lưu trữ đồng thời nhiều trạng thái ngoài 0 và 1, thì các mối đe dọa tiềm tàng càng trở nên phức tạp. Mặc dù vậy, các nhà nghiên cứu tại Trường Đại học Ottawa đã phát hiện ra manh mối giúp các chuyên gia quản trị bảo vệ mạng máy tính lượng tử khỏi các cuộc tấn công từ bên ngoài.

GS. Ebrahim Karimi thuộc Khoa Vật lý tại trường Đại học Ottawa và là đồng tác giả nghiên cứu cho rằng: "Nhóm nghiên cứu đã chế tạo máy nhân bản lượng tử có độ phân giải cao đầu tiên, có khả năng thực hiện tấn công lượng tử để bảo vệ an toàn thông điệp lượng tử. Khi phân tích các kết quả, chúng tôi đã phát hiện ra một số manh mối rất quan trọng để bảo vệ mạng máy tính lượng tử chống lại các mối đe dọa tấn công tiềm tàng".

Các hệ thống lượng tử được cho là mang đến khả năng truyền dữ liệu hoàn toàn an toàn vì đến nay, nỗ lực sao chép thông tin được truyền đi đã dẫn đến một phiên bản thay đổi hoặc làm giảm giá trị của thông tin gốc, qua đó, phá vỡ mục đích tấn công ban đầu. Máy tính truyền thống cho phép tin tặc sao chép và dán thông tin cũng như tái tạo thông tin một cách chính xác, nhưng điều này không đúng trong thế giới máy tính lượng tử, nơi những nỗ lực sao chép thông tin lượng tử hay qudits cho kết quả là các bản sao “lỗi”.

Lần đầu tiên, nhóm nghiên cứu của GS. Karimi có thể sao chép các photon truyền thông tin, cụ thể là các phần tử mang ánh sáng duy nhất được gọi là qubit, cũng như lý thuyết lượng tử, có nghĩa là các bản sao gần như chính xác thông tin gốc. Tuy nhiên, ngoài việc khai thác phương thức hoàn hảo để truyền thông tin an toàn, các phân tích của nhóm nghiên cứu đã tiết lộ những manh mối triển vọng về phương thức bảo vệ chống lại kiểu tấn công này.

Frédéric Bouchard, trưởng nhóm nghiên cứu cho rằng: "Những gì chúng tôi đã phát hiện thấy là khi khối lượng lớn thông tin lượng tử được mã hóa trên một photon duy nhất, thì các bản sao sẽ bị lỗi nhiều hơn và hành động tấn công thậm chí là đơn giản cũng bị phát hiện. Ngoài ra, chúng tôi còn chứng minh được rằng các cuộc tấn công bằng cách sao chép đã gây ra những tiếng ồn đặc trưng, dễ thấy trong kênh truyền thông lượng tử an toàn. Việc đảm bảo cho các photon chứa khối lượng thông tin lớn nhất và việc theo dõi các tiếng ồn này trong một kênh an toàn sẽ giúp các mạng máy tính lượng tử tăng cường khả năng chống các mối đe dọa tấn công tiềm tàng".

Nhóm nghiên cứu hy vọng những nỗ lực tấn công lượng tử có thể được sử dụng để nghiên cứu các hệ thống truyền thông lượng tử hay rộng hơn để nghiên cứu cách thông tin lượng tử truyền qua mạng máy tính lượng tử.

N.P.D-NASATI (Theo Phys)