http://93.174.130.82/digest/showdnews.aspx?id=1e0ad076-bb99-4005-9776-98269e917f52&print=1
© 2024 Российская академия наук

К 80-летию окончания битвы за Кавказ: о квантово-технологических курсах и стратегических военных ресурсах, квантово-коммуникационном показе и Государственном оборонном заказе – от рассвета до заката без «распила» и «отката»!

Битва за Кавказ показательна и поучительна как для истинных любителей Отечественной Истории, так и для тех, кто недостаточно хорошо усвоил её Уроки… Намерения нацистских войск получить доступ к бакинской нефти и важнейшему транспортному узлу и крупнейшему региональному центру оборонной промышленности (Сталинграду) привели к разработке в ставке фашистской Германии специального «Синего плана», согласно которому предполагался захват Тырныаузского месторождения вольфрамо-молибденовой руды, овладение нефтеносными районами Баку и Грозного и других стратегических военных ресурсов. В 1942 году, рассчитывая на победу под Сталинградом, нацисты готовились к экспансии на Ближнем Востоке, в Азии и против Великобритании. И главным рубежом защиты стали перевалы Главного Кавказского хребта! О битве за Кавказ написано так много книг и статей, снято столько фильмов, что не желая повторять результаты научных исследований других Глубокоуважаемых Авторов, лишь кратко напомним, что первый её этап, начавшейся в июле 1942 года, завершился в декабре: почти за полгода активных боевых действий фашисты не смогли реализовать план «Эдельвейс» с прорывом на Ближний Восток и в Закавказье. После начала наступления советских войск, в помощь сухопутным войскам 04.02.1943 в районе Новороссийска Черноморским флотом был высажен морской десант, расширивший плацдарм, куда были десантированы новые военные подразделения, включая 18-ю армию, а с 4 по 15 февраля 1943 года проведена десантная операция в районе Новороссийска. Получивший название «Малая земля» плацдарм до 4 км по фронту и до 2,5 км в глубину с 04.02.1943 по 16.09.1943, более 7 месяцев (!) был поистине местом героической битвы советских войск с нацистскими полчищами. Среди тех, кто участвовал в освобождении Новороссийска и многократно в период подготовки к его освобождению с морским десантом посещал плацдарм на западном берегу Цемесской бухты, был начальник политотдела 18-й армии полковник Л.И.Брежнев (06/19.12.1906-10.12.1982): после присвоения Леониду Ильичу воинского звания генерал-майор 02.11.1944 и назначения в июне 1945 года на должность начальника политического управления 4-го Украинского фронта, на легендарном Параде Победы 24.06.1945 на Красной площади, как заместитель командира по политической части сводного полка 4-го Украинского фронта, он возглавлял колонну с командиром фронта, Героем Советского Союза (1944), генералом армии Андреем Ивановичем Ерёменко (2/14.10.1892-19.11.1970), будущим Маршалом Советского Союза (1955). Л.И.Брежнев в период 04.05.1960- 15.07.1964 – Председатель Президиума Верховного Совета (ВС) СССР, с 1964 года по 1966 год первый секретарь ЦК КПСС, с 1966 года по 1982 год – генеральный секретарь ЦК КПСС, четырежды Герой Советского Союза (1966, 1976, 1978, 1981), Герой Социалистического Труда (1961). Героев на «Малой земле» было много, нельзя не упомянуть об одном из них особо: командир захватившего плацдарм десантного отряда майор Цезарь Львович Куников (23.06.1909-14.02.1943). Указом Президиума ВС СССР «О присвоении звания Героя Советского Союза начальствующему составу Красной Армии» от 17.04.1943 «за образцовое выполнение боевых заданий командования на фронте борьбы с немецкими захватчиками и проявленные при этом отвагу и геройство» Ц.Л.Куников был удостоен звания Героя Советского Союза (посмертно). Наталья Васильевна, его вдова, после войны вышла замуж за командующего Новороссийской военно-морской базой, вице-адмирала (24.05.1945), Героя Советского Союза (07.05.1965) Георгия Никитича Холостякова (20.07.02.08.1902-18.07.1983): его родственник, Георгий Георгиевич Холостяков длительное время работал в оборонной промышленности, успешно руководил работой в отделе Департамента оборонно-промышленной политики Министерства промышленности, науки и технологий Российской Федерации (2000-2004) и являлся начальником автора публикации: под его руководством в начале XXI века в российском Министерстве автором данной статьи в рамках этапа «Формирование базы данных по имеющимся инвестиционным и инновационным проектам машиностроительной продукции на предприятиях оборонно-промышленного комплекса» разрабатывались концепция, техническое задание и основные элементы информационной системы (ИС) инновационных и инвестиционных проектов предприятий ОПК Российской Федерации, включая Российское агентство по обычным вооружениям, Российское агентство по боеприпасам, Российское агентство по судостроению. Упомянутая ИС, разработанная автором данной публикации (являвшимся также администратором ИС) использовалась в Департаменте оборонно-промышленной политики Министерства промышленности, науки и технологий Российской Федерации для полготовки материалов для проведения межправительственных переговоров по привлечению инвестиций в ОПК Российской Федерации, для привлечения внебюджетных источников финансирования инновационных и инвестиционных проектов отечественного ОПК и содействия предприятиями оборонной отрасли, российским и зарубежным финансовым институтам по установлению долгосрочного, успешного и взаимовыгодного сотрудничества в сфере производства и реализации конкурентоспособной продукции, а также для решения региональных и отраслевых задач, в т.ч., для подбора проектов с целью инвестирования в рамках кооперации со странами ближнего и дальнего зарубежья.

При реализации инвестиционных и инновационных проектов в рамках Государственного оборонного заказа (ГОЗ) для повышения уровня защиты информации возможно применение квантово-коммуникационных систем (ККС), например, с квантовым распределением ключа (КРК). В 2023 году был проведен ряд всероссийских и международных форумов, на которых проблемы использования ККС и, в частности, КРК, подробно рассматривались. Например, в выступлении И.Д.Павлова, заместителя директора Центра НТИ «Квантовые коммуникации» университета «МИСИС», были представлены примеры построения сетей КРК с недоверенным центральным узлом (НЦУ). Игорь Денисович представил три уровня квантовых сетей (КС), в т.ч., сетей КРК: коммуникационный уровень (полученные методами КРК ключи применяются для обеспечения защищенного трафика между пользователями сети), уровень управления ключами (проверка и управление полученными на предыдущем уровне ключами) и квантовый уровень (генерация криптографических ключей). Т.о., сеть КРК является фундаментальным (самым нижним) уровнем КС. Ключевые подходы к инжинирингу и строительству КРК сетей предполагают проектирование сетей с оптическим переключателем (СОН), сетей с доверенными узлами (СДУ) и сетей топологии «Звезда» (СТЗ).

Преимуществами СОН является не только коммутация двух узлов без участия других узлов сети, но и применение переключателей, как частей канала. Среди недостатков следует отметить отсутствие соединения «любой – с любым», а также дополнительное затухание сигнала, которое вносит переключатель в квантовую сеть. В СДУ неоспоримым преимуществом является передача сигнала на дальние расстояния. Как ни странно, «обратная сторона медали» очевидна: при трансляции на больших промежутках уровень защиты существенно снижается, поскольку в этом случае итоговая безопасность передачи данных – результат обеспечения безопасности на каждом этапе и на каждом узле при маршрутизации сигнала. Наконец, в СТЗ в классических моделях «большая Алиса», «большой Боб» и «Боб с оптическим переключателем» преимуществ явно больше: помимо возможности применения оборудования и систем разных производителей (для моделей «большая Алиса» и «большой Боб»), также очевидно сокращение стоимости одного соединения (при применении оптического переключателя) и удобство проектирования и строительства городских КС. Но «есть одно но»: оператор КС должен быть доверенным, и этот недостаток минимизирует преимущества от использования СТЗ.

Допустимо проектирование системы с детектор-независимым КРК (MDI QKD). В этом случае явными преимуществами будут значительное увеличение расстояния между передатчиками (до 200 км), повышенный уровень защиты детекторов (атаки на них не приведут к информационным утечкам), возможность использования недоверенного центрального узла, а также повсеместное применение технологических решений (например, для городских КС) с коммутацией типа «любой – с любым». Но «нет плюсов без минусов» - многие позитивные аспекты компенсируются всего лишь одним фактором – низкой скоростью генерации КРК. Использование MDI QKD оператором КС позволяет применять один НЦУ в качестве важного компонента сразу нескольких защищенных КС без ущерба безопасности, при этом обмен защищаемыми данными между пользователями КС может выполняться напрямую с мониторингом биллинга по времени соединения.

Использование MDI QKD в КС с беспилотными транспортными системами (БТС) позволяет операторам БТС для защиты каналов связи подключаться к «чужой» телекоммуникационной инфраструктуре, в т.ч., НЦУ. Для БТС с двигателями внутреннего сгорания загрузка ключей производится на автозаправочной станции или же в гараже, а для БТС с электродвигателем – в мастерской, гараже или на станции электрозарядки.

Переносу секретных ключей в КС через доверенные узлы был посвящен доклад С.Н.Молоткова, члена Академии криптографии (АК) Российской Федерации и сотрудника Института физики твердого тела (ИФТТ) Российской академии наук (РАН) и Центра квантовых технологий МГУ имени М.В.Ломоносова. Сергей Николаевич особое внимание уделил согласованию секретных ключей в сетях с КРК с доверенными узлами и методам получения идеального секретного ключа (ИСК). Например, в одноразовом блокноте, как модели, для согласования ИСК сервер обычно «разглашает» через открытый канал позиции, где биты не совпадают. При «проталкивании» ИСК через КС возникает ряд вопросов, касающихся степени «идеальности» (и «неидеальности») ключей, снижении степени «неидеальности» при прохождении через КС, последствий от применения блочного шифра вместо одноразового блокнота, изменения трудоёмкости поиска истинного согласованного и/или «проталкиваемого» ключа. Сергей Николаевич отметил, что секретность ключей в квантовой криптографии (КК) обычно определяется в терминологии «близости квантового состояния» (БКС) того, кто подслушивает (прослушивает) канал сеанса связи после распределения ключей к «идеальному квантовому состоянию», некоррелированному с ключами легитимных пользователей. Метрикой БКС для двух квантовых состояний можно, в частности, считать следовую метрику. В классической криптографии, например, под секретностью ключей обычно понимают «сложность перебора ключей при наличии побочной информации» для взлома канала связи. В КК ситуация сложнее: под «побочной информацией» для того, кто подслушивает (прослушивает) канал связи следует понимать всю совокупность информации о всех применяемых ключах, полученную из классического и квантового канала. Увеличение количества квантовых и классических каналов усложняет задачу поиска ключей, следовательно, повышает уровень криптозащиты. Доказательства секретности ключей в КК и классической криптографии значительно различаются (в частности, применяемые математические методы), что обуславливает поиск дополнительных доказательств связи различных критериев криптостойкости. В результате цикла проведенных фундаментальных и прикладных научных исследований удалось доказать прямую связь между критерием, применяющим трудоёмкость для идентификации ключа «при наличии побочной информации» в классической криптографии, и критерия секретности в КК, базирующемся на следовом расстоянии, которое определяет различимость квантовых состояний. Особого упоминания заслуживает связь квантового критерия секретности ключей с классическими переборными (т.н. «сложностными») критериями: ведь для применяемых в различных алгоритмах шифрования секретных ключей предъявляются требования, формулируемые в иной терминологии. Напомним, американский криптоаналитик и инженер Клод Элвуд Шеннон (30.04.1916-24.02.2001), автор множества научных трудов по теории информации, криптографии и электротехнике (включая известную статью «Теория связи в секретных системах» (1945)), сформулировал критерий практической секретности криптосистемы (КПСК) как «The average amount of work to determine the key for a cryptogram», но поскольку КПСК не был формализован, в зависимости от конкретного случая можно применять разные критерии усредненной трудоёмкости (работы) для идентификации ключа. Критерий секретности ключей в КК и КПСК очень тесно взаимосвязаны, в классической ситуации «следовое расстояние» – расстояние Колмогорова между двумя распределениями вероятностей (напомним, Андрей Николаевич Колмогоров (12/25.04.1903-20.10.1987) – один из известнейших математиков XX века, академик Академии наук (АН) СССР (1939), Герой Социалистического Труда (1963)). В случаях с «проталкиванием» ключа (например, с одноразовым блокнотом), как и при вычислении расстояния между квантовыми состояниями реальной и идеальной ситуации после «проталкивания» (также одноразовый блокнот) возможны различные варианты решения соответствующих задач, также как и для расчёта изменения следового расстояния, когда одноразовый блокнот заменяет блочный шифр. Поэтому рассмотрение переноса ключа с помощью т.н. «операции XOR» уже недостаточно, чтобы определить криптографические свойства финального ключа, включая трудоёмкость по поиску ключа. Отдельной задачей, требующей решения, является и безопасность применения данного ключа в последующих сеансах КС, как и предельного допустимого количества сеансов КС до окончательного исчерпания криптографического ресурса ключа с его заменой на новый. Более подробное рассмотрение указанных задач и смежной проблематики возможно на специализированных квантово-технологических курсах…

1. Восьмидесятилетие окончания битвы за Кавказ – еще одно знаковое событие в череде юбилеев 2023 года, предваряющих празднование очередной годовщины окончания Великой Отечественной войны (22.06.1941-09.05.1945) и торжеств в связи с предстоящим через полтора года восьмидесятилетним Юбилеем Великой Победы 09.05.2025! Чем больше лет проходит со дней завершения тех Великих событий, тем ярче, величественнее и монументальнее они становятся: из глубины времён, доселе надёжно сокрытые и порою незаслуженно забытые, к нам обращаются неопровержимые факты и многочисленные свидетельства! Современная геополитическая ситуация заставляет более глубоко оценивать влияние Великой Отечественной войны на Историю не только нашей Родины, но и на Историю других стран и на Всемирную историю: безуспешно предпринимаемые попытки её переписать и переделать в угоду сиюминутной мелкой политической конъюнктуре обречены… Битва за Кавказ, как и множество других, не менее ценных и памятных в Истории нашего Отечества событий, явно показывает Силу Подвига нашего многонационального Народа, который в условиях жесточайших испытаний стал настолько сплоченным и монолитным, что разгромил нацистские полчища не только фашистской Германии, но и стран гитлеровской коалиции!! Если в 1941 году вопрос об открытии Второго фронта против нацистов был в стадии обсуждения, то в 1943 году после серии успешных советских войсковых операций многим странам стал очевиден исход и Великой Отечественной войны, и Второй мировой войны, что и ускорило, в частности, чёткие действия союзников по организации и проведению Нормандской операции… 
2. Старейшая отечественная Академия – РАН, отмечающая трёхсотлетний юбилей 8 февраля 2024 года, взаимодействует с различными академиями и научными ассоциациями, в частности с АК Российской Федерации – государственной академией наук, основанной 05.06.1992 в соответствии с Указом Президента Российской Федерации Б.Н.Ельцина «для проведения фундаментальных и важнейших прикладных исследований по созданию современных средств защиты информации и решению актуальных задач радиоэлектронной разведки» в соответствии с нормативно-правовым документом «Положение о Федеральной службе безопасности Российской Федерации», утвержденным Указом Президента Российской Федерации В.В.Путина от 11.08.2003 № 960. В отделениях АК Российской Федерации решается широкий спектр задач, в т.ч., связанных с математическими проблемами криптографии, физико-техническими аспектами работы спецоборудования, специальной связи и защиты информационных ресурсов. Среди членов АК Российской Федерации немало членов АН СССР и РАН: член-корреспондент АН СССР (1966) и РАН (1991) генерал-майор Владимир Яковлевич Козлов (15/28.06.1914-05.03.2007), академик АН СССР (1953) и РАН (1991), вице-президент АН СССР (1970-1988), дважды Герой Социалистического Труда Владимир Александрович Котельников (24.08./06.09.1908-11.02.2005), академик РАН (2003) и давний научный руководитель ФГУП «Квант» Владимир Константинович Левин, академик АН СССР (1972) и РАН (1991) Юрий Васильевич Прохоров (15.12.1929-16.07.2013), член-корреспондент АН СССР (1984) и РАН (1991) Борис Александрович Севастьянов (29.09.1923-30.08.2013), член-корреспондент АН СССР (1968) и РАН (1991) Сергей Всеволодович Яблонский (06.12.1924-26.05.1998) и другие известные ученые.