Forskare vid University of York har visat att en ny kvantbaserad procedur för att distribuera säker information längs kommunikationslinjer kan vara framgångsrik för att förhindra allvarliga säkerhetsöverträdelser.

Säkra mycket känslig information, såsom sjukhusjournaler och bankuppgifter, är en stor utmaning för företag och organisationer över hela världen.

Standardkommunikationssystem är sårbara för hackor, där krypterad information kan fångas upp och kopieras. Det är för närvarande möjligt för hackare att göra en kopia av överförd information, men det skulle inte vara möjligt att läsa det utan en metod för att bryta krypteringen som skyddar den.

Detta innebär att information kan vara säker under en tid, men det finns ingen garanti för att det skulle vara säkert för alltid, eftersom superdatorer i utveckling potentiellt kan dechiffrera särskilda krypteringar i framtiden.

Forskare vid York undersökte en prototyp, baserat på principerna för kvantmekanik, som har potential att vidarebefordra sårbarheterna i aktuell kommunikation, men också låta informationen vara säker i framtiden.

Kraftfull attack

Dr Cosmo Lupo, från University of Yorks Department of Computer Science, sade:"Kvantmekaniken har kommit långt, men vi står fortfarande inför betydande problem som måste övervinnas med ytterligare experiment.

"Ett sådant problem är att en hackare kan attackera de elektroniska enheterna som används för informationsöverföring genom att störa detektorerna som används för att samla in och mäta fotoner som bär information.

"En sådan attack är kraftfull eftersom vi antar att en given enhet fungerar enligt dess tekniska specifikationer och därför kommer att utföra sitt jobb. Om en hackare kan attackera en detektor och ändra hur den fungerar, då äventyras säkerheten oundvikligen. "

"Kvantmekanikens principer, dock, möjliggör kommunikationssäkerhet även utan att anta antaganden om hur de elektroniska enheterna kommer att fungera. Genom att ta bort dessa antaganden betalar vi priset för att sänka kommunikationshastigheten, men vinna på att förbättra säkerhetsstandarden."

Två signaler

Istället för att förlita sig på eventuellt äventyrade elektroniska komponenter vid den tidpunkt då information måste upptäckas och läsas, forskarna fann att om de opålitliga detektorerna fanns på en separat punkt i kommunikationen - någonstans mellan avsändaren och mottagaren - var kommunikationen mycket säkrare.

Detektorn skulle ta emot en kombination av två signaler, en från avsändaren och en från mottagaren. Detektorn skulle bara kunna läsa resultatet av denna kombinerade signal, men inte dess beståndsdelar.

Dr Lupo sa:"I vårt arbete, inte bara har vi tillhandahållit ett första noggrant matematiskt bevis på att denna "detektoroberoende" design fungerar, men vi har också övervägt ett system som är kompatibelt med befintliga optiska fiberkommunikationsnät.

"I princip kan vårt förslag möjliggöra utbyte av krossbara koder över internet utan större förändringar i den faktiska infrastrukturen.

"Vi är fortfarande på prototypstadiet, men genom att hitta sätt att minska kostnaden för dessa system, vi är så mycket närmare att göra kvantkommunikation till verklighet. "

Forskningen publiceras i tidskriften Fysiska granskningsbrev .