Задачка с шариками
Испытание атомной бомбы возле атолла Бикини, 1946 год. Фото: Ann Ronan Picture Library / Photo12 / AFP / East News

Испытание атомной бомбы возле атолла Бикини, 1946 год. Фото: Ann Ronan Picture Library / Photo12 / AFP / East News

Подлинность атомной бомбы можно будет проверить математически

Американские ученые разработали систему защиты от мошенничества в ядерном разоружении, адаптирующую принципы криптографии к ядерной физике. Работа опубликована в журнале Nature 25 июня.

В процессе ядерного разоружения есть одна большая проблема: международные инспекторы никак не могут проверить, настоящую ли боеголовку демонстрируют им военные. Конечно, теоретически устройство можно разобрать или изучить при помощи множества детекторов, чтобы убедиться, что это — функционирующая бомба. Но ядерные державы ни за что не позволят посторонним узнать хоть что-либо об их секретных технологиях.

Пока что эту проблему удавалось обходить: по договору СНВ-III, например, Россия и США должны сократить арсеналы развернутых стратегических ядерных вооружений до 1550 единиц. Это означает, что счет идет на целые ракеты, а не отдельные боезаряды (их работоспособность не проверяется). Это немного упрощает работу инспекторов, но бесконечно так продолжаться не будет.

Действие СНВ-III заканчивается в 2021 году. После этого, если разоружение продолжится, диалог между Россией и США неизбежно пойдет о неразвернутых вооружениях (например, боеголовках на складах) и тактических зарядах (авиабомбах, «ядерных чемоданах» и так далее) — таких у каждой страны примерно по четыре тысячи. Международным инспекциям понадобится способ убедиться, что перед ними не муляж, не зная при этом ровным счетом ничего о конструкции бомбы.

В криптографии описан протокол взаимодействия между двумя субъектами, который называется «доказательством с нулевым разглашением». У первого участника — так называемого доказывающего — есть некое утверждение. Его доказательство секретно и известно только ему. Второй участник — проверяющий — знает только утверждение и должен убедиться в его достоверности, не выведав секрет. Для этого доказывающий предоставляет проверяющему некую задачу, решение которой и станет подтверждением достоверности.

Простейший пример доказательства с нулевым разглашением — задачка с шариками. Авторы нынешнего исследования как раз используют ее в качестве иллюстрации. У доказывающего есть две кружки со стеклянными шариками — якобы в каждой их поровну, но проверяющий не может их пересчитать. Доказывающий дает проверяющему два ведра с такими же шариками, утверждая, что и там их одинаковое количество — но и их отдельно пересчитать нельзя.

Проверяющий может выбрать, какую кружку высыпать в какое ведро, и после этого, наконец, пересчитать содержимое ведер. Если оно совпадает, то вероятность того, что доказывающий не обманул — 50%. Если всю процедуру повторить два раза, то вероятность будет уже 75%. После пяти повторений проверяющий уверен в честности доказывающего на 95%, хотя так и не узнал фактическое количество шариков в кружках.

Ученые из Принстонского университета и Принстонской лаборатории физики плазмы министерства энергетики США нашли способ превратить проверку подлинности ядерных боеголовок в описанную выше криптографическую игру. В роли кружек с шариками выступают две атомные бомбы: одну необходимо проверить, а про вторую заранее известно, что она настоящая. В роли ведер будут детекторы нейтронов — представители разоружающейся стороны должны будут предварительно прогнать через них некоторое, только им известное, количество элементарных частиц.

Инспектор размещает с одной стороны боеголовки подготовленный принимающей стороной детектор, а с другой — излучатель быстрых нейтронов. Бомбу обстреливают элементарными частицами, и некоторое их количество, зависящее от ядерных материалов внутри, проходит насквозь и попадает в детектор.

Инспектор, таким образом, не узнает количества покинувших боеголовку нейтронов, но может сверить показания двух детекторов, которые были заранее «накручены» принимающей стороной. Процедура повторяется несколько раз, чтобы исключить внешние факторы и убедиться, что представители разоружающейся страны не солгали. В процессе не измеряются никакие секретные данные и не используется оборудование, которое можно было бы обмануть или взломать.

Разработка этой методики заняла пять лет. Точная стоимость проекта не называется, но последний выделенный министерством энергетики грант составил $3,5 миллиона. Сейчас группа ученых работает над программой тестирования своего изобретения.

Стадионный приговор микросепаратистам Далее в рубрике Стадионный приговор микросепаратистамВ Китайской провинции Синьцзян девять уйгуров приговорены к длительным тюремным срокам за пропаганду сепаратизма, в том числе в микроблогах Читайте в рубрике «Наука и технологии» Казань выбрала лучшие стартапыИнвесторы на Kazan Startup Weekend в ИТ-парке начали сотрудничество с несколькими стартапами Казань выбрала лучшие стартапы

Комментарии

26 июня 2014, 17:04
Как бы от этих элементарных частиц чего не случилось с бомбой. Я бы не стал доверять наши боеголовки таким проверяющим. Пусть сначала на американских пробуют.
26 июня 2014, 19:52
Ядерное оружие - это апофеоз нашей цивилизации. Это будет поистине чудом, если мы все же не угробим с его помощью все человечество...!
26 июня 2014, 23:11
Пр нынешней политической обстановки, всех этих проверяющих вместе с их приборами отправят в интересное место, потому надо мира дожидаться, и потом предлагать
27 июня 2014, 14:40
Все это действительно больше похоже на очередную "разводку" от американского руководства, дабы придумать повод и объяснение своим будущим военным преступлениям, вроде того же вторжения в Ирак...!
Авторизуйтесь чтобы оставлять комментарии.
Интересное в интернете
Не пропустите лучшие материалы!
Подпишитесь на «Русскую планету» в социальных сетях
Каждую пятницу мы будем присылать вам сборник самых важных
и интересных материалов за неделю. Это того стоит.
Закрыть окно Вы успешно подписались на еженедельную рассылку лучших статей. Спасибо!
Станьте нашим читателем,
сделайте жизнь интереснее!
Помимо актуальной повестки дня, мы также публикуем:
аналитику, обзоры, интервью, исторические исследования.
личный кабинет
Спасибо, я уже читаю «Русскую Планету»