– Säkerhetshålet innebär att trafiken går att avlyssna utan att det märks. Vi upptäckte detta i våra teoretiska beräkningar och därefter har kollegerna i Stockholm även kunnat visa det experimentellt, berättar Jan-Åke Larsson, professor på Avdelningen för informationskodning vid Linköpings universitet.

idsö
Mohamed Bourennane och hans kolleger har visat att kvantkryptering, som anses som helt säkert, går att hacka.

Kvantkryptering, som finns kommersiellt tillgänglig i dag, anses vara ett absolut säkert sätt att överföra information. Teoretiskt sett ska krypteringen vara helt omöjlig att forcera. Många forskargrupper runt om i världen arbetar nu för att få kvantkrypteringen tålig mot allehanda störningar och hittills har de störningar som upptäckts också kunnat hanteras.

– Kvantkryptering fungerar till 100 procent i teorin, men man måste vara försiktig vid användning, säger Mohamed Bourennane, professor och forskare inom kvantinformation och kvantoptik vid Stockholms universitet.

Kan hackas både i teori och praktiskt

Den energi-tid-kodningsteknik för kvantkryptering som studerats här bygger på att man testar förbindelsen samtidigt som krypteringsnyckeln skapas. Två fotoner skickas ut exakt samtidigt åt varsitt håll. I båda ändarna av förbindelsen finns en interferometer där man också lägger till en liten fasförskjutning. Det ger den interferens som används för att jämföra likheter i data från de två stationerna. Är fotonströmmen avlyssnad uppkommer brus, något som man upptäcker genom att utnyttja ett teorem inom kvantmekaniken – Bells olikhet.

Är å andra sidan uppkopplingen fri från brus och säker kan man använda de data, de fotoner, man har kvar som kryptonyckel för att skydda sitt hemliga meddelande.

Forskarna vid Linköpings universitet har – i sina teoretiska modeller – sett att om fotonkällan byts ut mot en klassisk ljuskälla kan den eller de som planerar attacken bestämma nyckeln, kodsträngen. Därmed kan de också avläsa meddelandet utan att det upptäcks. Säkerhetstestet, som bygger på Bells olikhet, ser ju ut att fungera helt normalt.

Går att kryptera bättre och säkrare

Mohamed Bourennane och två av hans doktorander vid Fysikum, Stockholms universitet, har sedan kunnat visa i konkreta experiment att det är fullt möjligt att byta ut ljuskällan och därmed också avlyssna meddelandet.

Men inte heller det här problemet är olösligt:

– I vår artikel har vi också praktiskt visat hur man kan göra kvantkryptering bättre och säkrare, säger Mohamed Bourennane.

Artikeln har publicerats i Science Advances, en högt ansedd tidskrift med öppen access.

 

Hacking the Bell Test Using Classical Light in Energy-Time Entanglement-Based Quantum Key Distribution, J Jogenfors, A M Elhassan, J Ahrens, M Bourennane och J-Å Larsson, Science Advances 2015, DOI 10.1126/sciadv.1500793