Fakultet prometnih znanosti razvio platformu za planiranje i simulaciju kvantno-sigurnih mreža

Fakultet prometnih znanosti Sveučilišta u Zagrebu predstavio je rezultate istraživačkog rada u okviru nacionalnog projekta CroQCI, čiji je cilj izgradnja hrvatske kvantne komunikacijske mreže otporne na buduće prijetnje kvantnih računala.

Stručnjaci Fakulteta razvili su jedinstvenu simulacijsku platformu koja omogućuje precizno planiranje i testiranje funkcioniranja kvantnih mreža – tehnologije koja će u bliskoj budućnosti štititi komunikaciju u financijskim institucijama, zdravstvenim sustavima i ostalim segmentima kritične infrastrukture. Kvantna distribucija ključeva (QKD), koja koristi zakone kvantne fizike za generiranje i razmjenu kriptografskih ključeva, jedan je od glavnih elemenata projekta, a FPZ je među najvažnijim dionicima koji rade na njezinoj implementaciji u Hrvatskoj.

Buduća kvantna računala moći će razbiti velik dio klasične kriptografije koja danas štiti osjetljive podatke, što otvara pitanje dugoročne sigurnosti komunikacije. Kako bi se odgovorilo na taj izazov, QKD ne prenosi korisničke poruke, već osigurava da su ključevi koji štite te poruke generirani na način otporan na prisluškivanje. U praksi, svaki pokušaj uplitanja u kvantni kanal ostavlja prepoznatljiv trag, čime se sustav može automatski braniti i prilagođavati komunikacijske parametre.

"Posebno važan segment rada FPZ-a jest razvoj simulacijskog okruženja u kojem se ispituju različite izvedbe buduće kvantne mreže, procjenjuje njihova skalabilnost i provodi iterativno testiranje arhitekture. Takve simulacije iznimno su važne za optimalno planiranje i implementaciju QKD mreža jer omogućuju smanjenje troškova, povećanje funkcionalnosti i rano prepoznavanje izazova", naglasio je prof. dr. sc. Dragan Peraković, voditelj radnog paketa Zemaljska optička infrastruktura u projektu CroQCI te predstojnik Zavoda za informacijsko-komunikacijski promet na Fakultetu prometnih znanosti.

Stručnjaci FPZ-a proveli su detaljnu analizu dostupnih platformi za simulaciju kvantnih komunikacija i odabrali alate koji najbolje odgovaraju potrebama simuliranja različitih slojeva arhitekture QKD mreže. Tijekom analize utvrđeno je da nijedno postojeće rješenje ne omogućuje simulaciju cjelokupne QKD arhitekture te je zbog toga na FPZ-u razvijena Docker-temeljena platforma koja ujedinjuje više postojećih simulacijskih alata u jedno koherentno rješenje.

"Na projektu CroQCI svjesni smo da apsolutna sigurnost ne postoji. Iako zakoni kvantne fizike jamče teorijski apsolutnu sigurnost komunikacijskog kanala, u stvarnoj implementaciji kvantne komunikacijske mreže nužno je integrirati niz elemenata, uređaja i sustava koji međusobno komuniciraju. Upravo u tom složenom ekosustavu nastaju potencijalne ranjivosti koje moramo prepoznati i otkloniti. Na Fakultetu prometnih znanosti, kroz Laboratorij za sigurnost i forenzičku analizu informacijsko-komunikacijskog sustava, implementaciji kvantne mreže pristupamo sustavno – identificiramo moguće ranjivosti, provodimo sigurnosna testiranja te definiramo procedure i procese za buduću sigurnosnu validaciju kvantnih komunikacijskih mreža. Na taj način nastojimo hrvatsku kvantnu komunikacijsku infrastrukturu učiniti ne samo tehnološki naprednom, nego i sigurnom, pouzdanom i otpornom na prijetnje budućnosti", istaknuo je doc. dr. sc. Ivan Cvitić, voditelj Laboratorija za sigurnost i forenzičku analizu informacijsko-komunikacijskog sustava na Fakultetu prometnih znanosti.

Fakultet prometnih znanosti radi na sustavnoj analizi kibernetičkih prijetnji specifičnih za QKD mreže, budući da apsolutna sigurnost ne postoji, a kompleksnost sustava povećava potencijalnu površinu ranjivosti. Iako zakoni kvantne fizike pružaju teorijski visoku razinu zaštite, QKD sustav u stvarnosti čini velik broj međusobno povezanih hardverskih i softverskih komponenti koje je potrebno kontinuirano testirati. Stoga FPZ razvija modele za provjeru sigurnosti i koristi alate koji omogućuju simuliranje različitih vrsta kibernetičkih napada, čime se provjerava otpornost sustava i stvaraju preduvjeti za njegovu dugoročnu stabilnost.

Fakultet prometnih znanosti sudjeluje u projektu kroz tri radna paketa, u suradnji s CARNET-om i drugim partnerima, uključujući definiranje arhitekture kvantne komunikacijske mreže, odabir lokacija za QCI čvorove i oblikovanje načina njihove međusobne komunikacije. Uz razvoj mrežne arhitekture, FPZ je sudjelovao u izradi prijedloga nacionalne kvantne komunikacijske mreže te u modeliranju njezina povezivanja s mrežama drugih država članica Europske unije.

U okviru radnog paketa WP3 – Terrestrial Infrastructure, FPZ je, kao koordinator, zajedno s tvrtkom Odašiljači i veze d.o.o., uspješno prilagodio kolokacijske prostore za prihvat opreme i implementirao mrežu tamnih optičkih vlakana na području Grada Zagreba.

Ta je infrastruktura nužna za povezivanje točaka u CroQCI mreži i prijenos kvantno isprepletenih fotona koji čine temelj kvantne distribucije ključeva. Optička mreža kontinuirano se nadzire i unaprjeđuje u skladu s potrebama sustava i identificiranim tehnološkim izazovima, čime se stvaraju uvjeti za buduće širenje kvantnih komunikacija na nacionalnoj i međunarodnoj razini.