SECOQC

Development of a Global Network for Secure Communication based on Quantum Cryptography

SECOQC: Une première mondiale (lire le document)

SECOQC (http://www.secoqc.net) est un projet européen réunissant 42 partenaires accadémiques et industriels visant à améliorer la sécurité des télécommunications en utilisant la cryptographie quantique. Les pricipaux objectifs sont :

  • Réalisation d’une distribution de clé quantique (QKD) totalement fonctionnelle et en temps réel.
  • Développement d’une architecture de niveau abstrait permettant une grande sécurité dans les communications longue distance en intégrant la technologie QKD et quelques protocoles cryptographiques.
  • Conception d’une implémentation pratique de QKD sur les communications longue distance sécurisées.

Le projet Européen SECOQC est divisé en 8 sous-projets :

  • Quantum Optical Components (COM)
  • Experimental Quantum Key Distribution (QKD)
  • Quantum Information Theory (QIT)
  • Security and Cryptography (SEC)
  • Network Architecture (NET)
  • System Integration and Requirements Analysis (SYS)
  • Certification According to Common Criteria (CCC)
  • Technologies for Next Generation Quantum Cryptography (NGQ)

Solange Ghernaouti-Hélie et son équipe notamment Mr Mohamed Ali Sfaxi et Mr Igli Tashi participent au développement de 2 sous-projets (NET et CCC).

Les rapports établies par l’équipe de Solange Ghernaouti-Hélieont été jugés EXCELLENT par la communauté européenne.

Objective: Secure communication is an essential need for companies, public institutions and in particular the individual citizen. Currently used encryption systems are vulnerable due to the increasing power of computer technology, the emergence of new code-breaking algorithms, and the imperfections of public key infrastructures. Methods considered as acceptably secure today will have a significant risk of becoming weak tomorrow. On the other hand, with quantum cryptography a technology has been developed within the last decade that is provably secure against arbitrary computing power, and even against quantum computer attacks. When becoming operational quantum cryptography will raise communication security on an essentially higher level. The vision of SECOQC is to provide European citizens, companies and institutions with a tool that allows facing the threats of future interception technologies, thus creating significant advantages for European economy. With SECOQC the basis will be laid for a long-range high security communication network that combines the entirely novel technology of quantum key distribution with components of classical computer science and cryptography. Within the project the following goals will be achieved: – Realisation of a fully functional, real-time, ready-to-market Quantum Key Distribution (QKD) point-to-point communication technology; – Development of an abstract level architecture allowing high security long-range communication by integrating the QKD technology and a set of cryptographic protocols; – Design of a real-life, user-oriented network for practical implementation of QKD based long range secure communication. To achieve this goal, all experience and resources available within the European Research Area are to be integrated and combined with the expertise of developers and companies within the fields of network integration, cryptography, electronics, security, and software development.

Type de projet: Integrated Project

Budget global: 11’352’183 EUROS

Budget UNIL: 394 200, 00 Euros

Coordinateur: Arc Seibersdorf Research GMBH, Vienne

Partenaires: 13 partenaires industriels dont Toshiba, Hewlett-Packard, Thales, IdQuantiq, Ernst & Young IT security, Siemens AG
29 partenaires académiques et centres de recherche nationaux (dont CNRS) de 11 pays différents (A, B, CH, CK, D, DK, F, G, I, RF, S, UK)

1) Impressions personnelles

Intégrer un projet européen st très stimulant, dans la mesure où cela impose une obligation de résultat dans des délais fixés. Cela nécessite de développer un véritable savoir faire de travail en équipe distribuée, de partage d’information et de collaboration. Exploitant largement toutes les possibilités de communication multimédia, des rencontres physiques sont toutefois nécessaires. Une certaine mobilité géographique des collaborateurs est donc impérative. Les contacts instaurés dans ce cadre, favorisent le développement d’une culture scientifique européenne et permet entre autre, de rencontrer d’autres cultures et manières de travailler.

L’élaboration d’un projet européen nécessite de disposer de capacités d’anticipation tant sur le fond que sur la forme de la recherche à venir. Ce travail de projection peut être parfois difficile à réaliser dans la mesure où tous les éléments nécessaires à son appréhension ne sont pas forcément disponibles avant d’avoir commencé effectivement à travailler sur le sujet. Il est alors nécessaire de pouvoir partager cette vision avec des partenaires potentiels. De plus, la bonne connaissance de certains partenaires constitue un facteur clé de succès de la réalisation du projet.

Par ailleurs, participer à un projet européen demande une grande ouverture d’esprit, organisation et rigueur administrative.

2) Evaluation fonctionnement réseau européen

Le coordinateur d’un projet possède un rôle majeur dans le bon déroulement du projet. Il est en quelque sorte à la fois le chef d’orchestre et l’arbitre. Sa capacité à organiser, à communiquer, à harmoniser, à imposer, à coordonner et à faire le lien avec la communauté européenne facilitent la réalisation des objectifs du projet et la vie des collaborateurs.

3) Impact projet UE sur laboratoire et personnes

Un projet européen :

  • Permet d’aborder des sujets de recherche qui ne seraient pas envisageables en dehors de ce cadre ;
  • Offre des conditions de travail ainsi qu’une expérience professionnelle exceptionnelles aux doctorants ;
  • Autorise une certaine visibilité et reconnaissance des personnes, du laboratoire et de l’Université au niveau non seulement européen mais international ;
  • Aide à acquérir de nouvelles compétences et à renforcer des connaissances ;
  • Facilite la publication scientifique ;
  • Contribue à la prise en compte des frais de déplacements lors de présentation d’articles dans des conférences internationales.

Articles publiés dans le cadre du projet SECOQC

14 Thèse de Mr. M. A. SFAXI “Improving telecommunication security level by integrating quantum key distribution in communication protocols” Mars 2007, Sous la direction de Solange Ghernaouti-Hélie

13 S. Ghernaouti – Hélie, M A. Sfaxi : “Sharing information using quantum cryptography to reach the unconditional security”. RIVF 2007 conference. Hanoi, Vietnam March 2007

12 S. Ghernaouti – Hélie, M A. Sfaxi : ” Applying QKD to reach unconditional security in telecommunications”. ITS 2006 Conference. Amsterdam , Netherlands August 2006

11 S. Rass, M. A Sfaxi, S. Ghernaouti – Hélie : “ACHIEVING UNCONDITIONAL SECURITY IN EXISTING NETWORKS USING QUANTUM CRYPTOGRAPH”. SECRYPT 2006 Conference (IEEE Conference). Setubal , Portugal , August 2006

10 M A. Sfaxi, S. Ghernaouti – Hélie : « Perspectives pour améliorer la sécurité des infrastructures: les promesses de la cryptographie quantique ». AFME 2006. Montreal Canada, June 2006

9 M . T. Nguyen Thi , M. A. Sfaxi, S. Ghernaouti – Hélie: “Integration of quantum cryptography in 802.11 networks”. ARES 2006. Vienna , Austria , April 2006.

8 S. Ghernaouti – Hélie, I.Tashi: “Security and insurance concerning information and telecommunications technologies. Swiss IT insurance Market case studding”. Protecting the intangible organizational assets. (The Information Institute – SoftWars 2005). Las Vegas , USA – Décembre 2005.

7 S. Ghernaouti – Hélie, M A. Sfaxi : ” Upgrading PPP security by Quantum Key Distribution”. (IFIP Conference) Network Control and Engineering for QoS, Security and Mobility (NetCon 2005). Lanion , France – November 2005.

6 S. Ghernaouti – Hélie, M A. Sfaxi : “Guaranteering security of financial transaction by using quantum cryptography in banking environment”. 2nd International Conference on E-business and TElecommunication networks (ICETE 2005). IEEE Conference. Reading , UK – October 2005.

5 S. Ghernaouti – Hélie, M A. Sfaxi : “Feasibility study of quantum key distribution to improve telecommunication security”. 16th International Telecommunication Society Conference (ITS Europe 2005). Porto , Portugal – September 2005.

4 M A. Sfaxi, S. Ghernaouti – Hélie, G. Ribordy, O. Gay (IdQuantique) : “Enhancing IP security by integrating Quantum Key Distribution into communication processes”. 8th international conference on telecommunications (ConTel 2005). IEEE Conference. Zagreb , Croatia – June 2005.

3 M A. Sfaxi, S. Ghernaouti – Hélie, G. Ribordy, O. Gay (IdQuantique) : Poster “Security by Quantum Key Exchange over IPSEC (SEQKEIP)”. Quantum Physics of Nature conference (QUPON2005). Vienne , Austria – May 2005.

2 S. Ghernaouti – Hélie, M A. Sfaxi : “Quantum Key Distribution to enhance critical dependability, robustness, resilience and security of ICT involved into critical infrastructures”. Workshop on critical information infrastructures (CIIW05). IEEE Conference. Linköping , Sweden – May 2005.

1 M A. Sfaxi, S. Ghernaouti – Hélie, G. Ribordy, O. Gay (IdQuantique) : ” Using Quantum Key Distribution within IPSEC to secure MAN communications”. Metropolitan Area Networks (MAN2005). IFIP Conference. VietNam – April 2005.

Rapport SECOQC

S. Ghernaouti – Hélie, M A. Sfaxi, I. Tashi, M.T Nguyen “Report D-NET-08: Service integration in the QKD network prototype”. Development of a Global Network for Secure Communication based on Quantum Cryptography (SECOQC). December 2006.

S. Ghernaouti – Hélie, M A. Sfaxi, M. Riguidel, R. Alléaume, P. Bellot : “Report D-NET-02: Assessment Criteria and Validation procedure”. Development of a Global Network for Secure Communication based on Quantum Cryptography (SECOQC). February 2004.

S. Ghernaouti – Hélie, M A. Sfaxi, A. Hauser, M. Riguidel, R. Alléaume, P. Bellot : “Report D-NET-01: Business Models for Quantic Network”. Development of a Global Network for Secure Communication based on Quantum Cryptography (SECOQC). December 2004.

Séminaires et réunions SECOQC organisé par l’UNIL:

Présentation à l’université de Montréal, laboratoire du Prof. Gille Brassard : « Utilisation de la cryptographie quantique ». Montréal, Canada Juin 2006.

Organisation de la troisième assemblée générale de SECOQC avec le core group meeting à l’université de Lausanne en Juin 2006

Réunion du CCC group à l’université de Lausanne pour déterminer les étapes adaptées vers une certification selon les critères communs. Septembre 2005


SECOQC aims at solving security problems and promoting trust. Thus the project will contribute to one of the most urgent challenges in the Information Society: secure communication.

With this project a novel crypto technology will be developed, its applicability for the secure exchange of digital contents for a wide spectrum of applications will be proven, and the environment for economic use will be established.

Secure communication is essential for companies, public institutions and in particular for individual citizens. Encryption systems currently in use are vulnerable due to the increasing power of computer technology, the emergence of new codebreaking algorithms, and the imperfections of public key infrastructures. Methods considered as acceptably secure today face a significant risk of becoming weak tomorrow. On the other hand, quantum cryptography presents a technology that has been developed within the last decade that is provably secure against arbitary computing power, and even against quantum computers attacks.

Quantum Cryptography allows absolutely secure communication based on the laws of quantum physics. This is economically relevant for bank transfers or even for internet transactions. Gartner-group analysts predict the advent of quantum cryptography as early as 2008.

The SECOQC project aims at evolving quantum cryptography inti an instrument that can be operated in an economic ev^nvironment. The scientific and technological work carried out during the last decade has created a stable foundation for the realisation of the project but there are still essantial tasks to be carried out and research issues to be solved.

The overall project consist of eight sub-projects. The different sub-projecs cover the full range of the technological value chain, beginning from basic-research development of the required components up to the implementation of a fully functioning system in cooperation with a fisrt user group.

The work within SECOQC will be carried out in two main activity bloacks – one covering the quantum physical devices, the others dealing with the design and set-up of the infrastructure – covering the topics of security, communication networks, system integration and user requirements. In addition, the certification of the developed devices and designed infrastructures will be prepared.

Basic research will also play an important role in SECOQC to ensure that after the conclusion of the project further steps can be taken to enable next generation quantum cryptography and other quantum information -based applications in the European Research Area.

Revue de presse (avril 2004):

Scientifiques européens contre l’écoute électronique et l’espionnage
Un projet de l’UE visant au développement d’un réseau de communications parfaitement
sécurisé annonce une nouvelle ère dans le domaine de la sécurité des réseaux informatiques
Vienne, 1 avril 2004 La sécurité de la cryptographie quantique est fondée sur les lois de la nature et
non pas sur la complexité de certains problèmes mathématiques, comme le sont les techniques
d’encryption actuellement utilisées. Le remplacement de ces technologies obsolètes est dorénavant
proche. Durant ces quatre prochaines années la production rentable d’un système de distribution de clé
quantique devrait démarrer. Un prototype proche de la commercialisation, permettant une connexion
cryptée entre deux points sera développé, ainsi qu’une infrastructure de réseau à haute performance
pour couvrir de plus longues distances.
Afin d’atteindre ces objectifs ambitieux, les physiciens quantiques collaboreront avec des spécialistes
des réseaux et des experts dans les domaines de la cryptographie, de l’électronique, des techniques de
sécurité électronique, ainsi que dans le domaine du développement de logiciels. La participation
d’experts en économie et de consultants assurera l’applicabilité économique et l’intégration dans des
produits existants.
SECOQC – « Développement d’un réseau global pour une communication sûre fondée sur la
cryptographie quantique (Development of a Network for Secure Communication based on
Quantum Cryptography) »
Débutant en avril 2004, SECOQC est le premier projet du 6ème programme cadre de l’UE à être lancé
par un centre de recherche autrichien. Le projet est géré par son coordinateur, l’unité commerciale
Quantum Technologies à ARC Seibersdorf Research GmbH.
“Nous allons fournir un instrument, fondé sur les technologies quantiques, qui permettra aux entreprises
économiques de protéger leurs actifs contre l’espionnage industriel. Dans le passé, des pertes
financières importantes dues à l’espionnage industriel ont été attribuées aux activités du réseau de
surveillance et d’interception des communications ECHELON. Notre but est d’apporter une contribution
significative à l’indépendance et à la compétitivité économique européenne”, explique le Dr. Christian
Monyk, chef de l’unité commerciale Quantum Technologies, et également initiateur du projet.
La cryptographie quantique est l’élément fondamental pour des réseaux de communications
hautement sécurisés
La cryptographie quantique (ou plus précisément, la génération de clés de cryptage par les méthodes
de la physique quantique) apporte des solutions à deux problèmes majeurs des systèmes de cryptage
contemporains. Le premier défi est celui de la génération de clés aléatoires ; le second est celui de leur
distribution. Un autre avantage est la capacité intrinsèque de cette technique de détecter toute écoute
déjà lors de la génération de la clé, et donc avant la transmission du message. Ainsi toute tentative
d’attaque du système ne fera, dans le pire des cas, qu’empêcher la transmission du message, sans
aucunement le révéler. De plus, une fois qu’un message a été encrypté à l’aide d’une clé générée
quantiquement, il ne peut par principe pas être décrypté. Ceci est un avantage énorme par rapport aux
techniques de distribution traditionnelles de clé et d’encryption asymétrique.
SECOQC posera la pierre angulaire d’un réseau de communications à haute sécurité, en développant
la recherche expérimentale de la technologie quantique et en la connectant à la cryptographie, à la
technologie des réseaux, et à d’autres disciplines liées aux technologies de l’information.
La durée du projet est de quatre ans et il sera financé par l’UE avec une somme de 11,4 millions
d’euros.
Au total 41 participants de 12 pays (Allemagne, Autriche, Belgique, Canada, Danemark, France,
Grande-Bretagne, Italie, République tchèque, Russie, Suède et Suisse) prennent part à ce projet. Ce
consortium est constitué de trois PME, 25 universités, cinq centres de recherche nationaux, et huit
entreprises privées.
La recherche fondamentale et les applications pratiques unissent leurs forces
Le projet est divisé en huit sous-projets, chacun d’eux couvrant un aspect essentiel. Après une période
de 18 mois les différentes méthodes de cryptographie quantique seront évaluées en ce qui concerne
leur faisabilité du point de vue technique et économique.
Selon le Dr Christian Monyk, “L’applicabilité économique et la contribution de la recherche
fondamentale aux technologies futures sont des objectifs du projet aussi importants l’un que l’autre”.
L’unité commerciale Quantum Technologies de la division de recherche “Information Technologies” à
ARC Seibersdorf a été créée en 2002, avec comme objectif d’accompagner vers une concrétisation
économique les futures technologies émergentes dans le domaine de la physique quantique.

Pour contact:
Maga Julia Petschinka
ARC Seibersdorf research GmbH
Geschäftsbereich Informationstechnologien – Arbeitsgruppe Quantentechnologien
Projektkoordination und Öffentlichkeitsarbeit
TechGate Vienna
Donau-City Straße 1
1220 Wien
T: +43-050550-4161
M: +43-(0)664-8251064
E: Julia.Petschinka@arcs.ac.at