Kβαντική ασφάλεια στις πιστωτικές κάρτες

Επιστήμονες ανέπτυξαν ένα σύστημα που είναι αδύνατον να παραβιαστεί

Το λεγόμενο «πλαστικό χρήμα» διευκολύνει τη ζωή μας και τις συναλλαγές, ιδιαίτερα στην εποχή του Διαδικτύου. Ταυτόχρονα όμως αποδεικνύεται ιδιαίτερα ευάλωτο: όσο και αν οι αρμόδιοι προσπαθούν να βελτιώνουν και να ενισχύουν συνεχώς τα μέτρα ασφαλείας, οι απατεώνες φαίνεται ότι βρίσκουν τρόπους να τα παραβιάζουν. Τώρα μια ομάδα ολλανδών επιστημόνων ανακοίνωσε ότι ανέπτυξε ένα σύστημα πιστοποίησης της αυθεντικότητας των πιστωτικών καρτών το οποίο είναι απαραβίαστο χάρη στις... άστατες κβαντικές ιδιότητές του.

Το νέο σύστημα (το οποίο ονομάζεται Quantum Secure Authentication ή σε ελεύθερη μετάφραση Κβαντική Ασφαλής Πιστοποίηση) χρησιμοποιεί τις κβαντικές ιδιότητες των φωτονίων για να δημιουργήσει μια μοναδική «υπογραφή» η οποία βασίζεται στην ανταλλαγή «ερωτήσεων και απαντήσεων» και είναι αδύνατον να «διαβαστεί» ή να αντιγραφεί. Σε σχετική δημοσίευσή τους στην επιθεώρηση «Optica» οι ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Τβέντε αναφέρουν ότι η μέθοδός τους μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ασφαλή επιβεβαίωση της ταυτότητας οποιουδήποτε είδους ηλεκτρονικής κάρτας - π.χ., πιστωτικών ή χρεωστικών καρτών αλλά και καρτών ταυτότητας, ιατρικής περίθαλψης ή κοινωνικής ασφάλισης - ακόμη και όταν έχουν κλαπεί από αυτήν βασικές πληροφορίες. Αν, δηλαδή, κάποιος έχει κατορθώσει να αντιγράψει την πλήρη δομή της κάρτας, το Quantum Secure Authentication είναι σε θέση να ξεχωρίσει την αυθεντική από την πλαστή κάρτα.

Η «υπογραφή» των φωτονίων

Ενα νέο σύστημα για τις πιστωτικές κάρτες χρησιμοποιεί τις κβαντικές ιδιότητες των φωτονίων για να δημιουργήσει μια μοναδική «υπογραφή» η οποία βασίζεται στην ανταλλαγή «ερωτήσεων και απαντήσεων» και είναι αδύνατον να «διαβαστεί» ή να αντιγραφεί

Οι συμβατικές κάρτες με τη μαγνητική ταινία αντιγράφονται εύκολα. Για να ενισχύσουν την ασφάλεια πρόσφατα οι τράπεζες άρχισαν να εκδίδουν τις λεγόμενες «έξυπνες κάρτες» οι οποίες διαθέτουν έναν μικροεπεξεργαστή για την πιστοποίηση της ταυτότητας. Οπως όμως έχει αποδειχθεί, όσο σύνθετος και αν είναι ο κωδικός ασφαλείας και όσα επιπρόσθετα μέτρα και αν έχουν ληφθεί, από τη στιγμή που κάποιος αποκτήσει πρόσβαση στις πληροφορίες που είναι αποθηκευμένες στην κάρτα μπορεί να την αντιγράψει και να τη χρησιμοποιήσει. Οι ολλανδοί ερευνητές λύνουν αυτό το πρόβλημα αποθηκεύοντας τις «ερωταπαντήσεις» που απαιτούνται για την ταυτοποίηση της κάρτας σε φωτόνια. Εξαιτίας των κβαντικών ιδιοτήτων των φωτονίων, οι οποίες τους επιτρέπουν να βρίσκονται σε πολλά μέρη ταυτοχρόνως, η ανταλλαγή των ερωταπαντήσεων που απαιτούνται για να γίνει μια συναλλαγή είναι αδύνατον να αντιγραφεί ή να αναπαραχθεί χωρίς αυτό να γίνει αμέσως αντιληπτό.

«Τα μεμονωμένα φωτόνια έχουν πολύ ξεχωριστές ιδιότητες που φαίνεται να αντιβαίνουν στη φυσιολογική συμπεριφορά» δήλωσε ο Πεπάιν Πίνκσε, ερευνητής στο Πανεπιστήμιο του Τβέντε στην Ολλανδία και κύριος συγγραφέας της μελέτης. «Οταν συλλεχθούν καταλλήλως μπορούν να κωδικοποιήσουν πληροφορίες με τρόπο ο οποίος εμποδίζει τους επιτιθέμενους να προσδιορίσουν ποιες είναι αυτές οι πληροφορίες».

Παιχνίδια με κβάντα

Η διαδικασία που περιγράφουν οι επιστήμονες στη μελέτη τους λειτουργεί ως εξής: ένας μικρός και συγκεκριμένος αριθμός φωτονίων εκπέμπεται επάνω σε μια επιφάνεια της πιστωτικής κάρτας η οποία έχει υποστεί ειδική προετοιμασία και στη συνέχεια καταγράφεται το μοτίβο που δημιουργείται. Καθώς, βάσει των αρχών της Κβαντομηχανικής, ένα φωτόνιο μπορεί να υπάρχει ταυτοχρόνως σε πολλά σημεία, με τον τρόπο αυτόν μπορεί να παραχθεί ένα πολύ σύνθετο μοτίβο χρησιμοποιώντας έναν πολύ μικρό αριθμό φωτονίων ή ακόμη και ένα μεμονωμένο φωτόνιο.

Εξαιτίας των κβαντικών ιδιοτήτων του φωτός, όπως υπογραμμίζουν οι ερευνητές, οποιαδήποτε προσπάθεια ενός χάκερ να παρατηρήσει την ανταλλαγή των ερωταπαντήσεων στα φωτόνια θα κάνει την κβαντική φύση τους να καταρρεύσει και θα καταστρέψει τις πληροφορίες. Αυτός είναι και ο λόγος για τον οποίο το σύστημα της Quantum Secure Authentication είναι απαραβίαστο - και θα παραμείνει απαραβίαστο οποιαδήποτε εξέλιξη και αν σημειωθεί στην τεχνολογία στο μέλλον. 

Εφαρμογή στην πράξη

Για να λειτουργήσει στην πράξη το σύστημα απαιτεί την εφαρμογή στις πιστωτικές κάρτες ενός πολύ λεπτού στρώματος λευκής βαφής η οποία θα περιέχει εκατομμύρια νανοσωματίδια. Με τη χρήση λέιζερ φωτόνια θα προβάλλονται μέσα στη βαφή: κατά τη διαδρομή τους θα συγκρούονται με τα νανοσωματίδια - όπως οι μπίλιες στο φλιπεράκι, λένε οι ερευνητές - και επιστρέφοντας στην επιφάνεια θα δημιουργούν ένα συγκεκριμένο μοτίβο το οποίο θα αποτελεί και την «ταυτότητα» της κάρτας. Καθώς τα φωτόνια που θα εκπέμπονται στη βαφή θα είναι «κβαντικά», το μοτίβο θα φαίνεται να περιέχει πολύ περισσότερες πληροφορίες - ή κουκκίδες φωτός - από ό,τι στην πραγματικότητα. Οποιαδήποτε προσπάθεια όμως να «διαβαστεί» παράνομα θα καταστρέψει τις κβαντικές ιδιότητες του φωτός και μαζί με αυτές μεγάλο μέρος των πληροφοριών που περιλαμβάνει το μοτίβο.

«Είναι σαν να ρίχνεις δέκα μπάλες του μπόουλινγκ στο έδαφος και να δημιουργείς με αυτές 200 σημάδια πρόσκρουσης» εξήγησε ο κ. Πίνκσε. «Είναι αδύνατον να γνωρίζει κάποιος επακριβώς ποια πληροφορία έχει σταλεί - ποιο μοτίβο έχει δημιουργηθεί στο έδαφος - μαζεύοντας απλώς τις δέκα μπάλες. Αν όμως προσπαθήσει να τις παρατηρήσει καθώς πέφτουν θα καταστρέψει ολόκληρο το σύστημα». Ο ερευνητής πιστεύει ότι αυτή η νέα κβαντική μέθοδος ασφαλείας, εκτός από τις κάθε είδους ηλεκτρονικές κάρτες, μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την προστασία κτιρίων αλλά και αυτοκινήτων.