211service.com
Szyfrowanie za pomocą chaosu
Wiesz, że dokonałeś zakupu w serwisie eBay? Wysłana przez Ciebie płatność online kartą kredytową? Wyciąg bankowy, który sprawdziłeś na swoim komputerze? Transakcje te zawierały poufne informacje o Tobie, które w większości są utrzymywane w tajemnicy dzięki oprogramowaniu szyfrującemu, które szyfruje wiadomość przed jej wysłaniem (i rozszyfrowuje ją po otrzymaniu przez adresata).
Ale oprogramowanie nie jest jedynym sposobem ochrony informacji cyfrowych. Teraz naukowcy szukają sposobów wykorzystania laserów z chaotycznie zmiennymi sygnałami, aby dodać dodatkową warstwę prywatności do wiadomości wysyłanych przez linie światłowodowe. Przesuwając wiadomość w taką wiązkę laserową, odszyfrowanie wiadomości wymaga niemal identycznego lasera do jej odbioru – jest to proces, który nie jest łatwo dostępny dla większości ludzi.
Aby wykazać wykonalność technologii, Claudio Mirass z Universitat de les Illes Balears w Palma de Mallorca w Hiszpanii i jego zespół wykazał niedawno, że chaotyczne lasery mogą wysyłać i odbierać wiadomości na ponad 120 kilometrach komercyjnie ułożonych światłowodów. Jeszcze bardziej imponujące: szybkość transmisji wynosiła jeden gigabajt informacji zaszyfrowanych chaosem na sekundę – porównywalna z większością komercyjnych transmisji danych. To był duży krok, który po raz pierwszy wprowadził tę egzotyczną technikę szyfrowania do prawdziwego świata.
Aby wysłać wiadomość w chaotycznym strumieniu światła, wyjaśnia Mirasso, wiadomość musi najpierw zostać przekształcona w sygnał optyczny. Następnie jest podawany do lasera, który przenosi go w wiązce lasera. Następnie naukowcy wzmacniają naturalnie występujący chaos w wiązce i wprowadzają do niej wiadomość. Ta wiadomość plus chaos jest wysyłana do prawie identycznego lasera, który odbiera ją w swojej wnęce laserowej – wnętrzności lasera, w której fotony są stymulowane i emitowane.
W tym momencie, mówi Mirasso, przejmuje zjawisko zwane chaotyczną synchronizacją. Proces ten, co prawda nie do końca zrozumiały przez naukowców, sprawia, że moc wyjściowa lasera odbierającego jest zgodna z komunikatem plus chaos lasera wysyłającego. Następnie, aby odszyfrować oryginalną wiadomość, chaos – znany sygnał z lasera wysyłającego – jest odejmowany od wiązki lasera odbierającego, ujawniając ukryte informacje.
Zanim jednak chaotyczne szyfrowanie wiadomości osiągnie wielki czas, należy wykazać, że jest tak niezawodne, jak tradycyjne sygnały optyczne. W styczniowym numerze Litery technologii fotonicznej IEEE , grupa ogłosiła, że przetestowała odwagę wiadomości zaszyfrowanej chaosem, przekazując ją za pomocą lasera pośredniczącego. Ten krok jest kluczowy, wyjaśnia Alan Shore Uniwersytetu Walijskiego w Bangor, ponieważ komercyjne systemy wykorzystują stacje przekaźnikowe do zwiększania odległości, jaką może pokonać wiadomość, a wiadomości zaszyfrowane chaosem muszą być tak samo silne, jak inne informacje przesyłane przez sieć. Z badań Shore'a wynika również, że możliwe jest wysyłanie wiadomości do więcej niż jednego odbiorcy i wyodrębnianie wiadomości na etapie pośrednim, co jest częstym zjawiskiem w standardowych sieciach optycznych.
Kolejny projekt Mirassa obejmuje opracowanie kompaktowych urządzeń do komunikacji optycznej opartej na chaosie. Mimo to zauważa, że niektóre problemy z technologią wymagają rozwiązania. Na przykład naukowcy nadal muszą określić ilościowo poziom bezpieczeństwa, który mogą zaoferować w porównaniu z innymi [technikami], takimi jak szyfrowanie programowe lub kryptografia kwantowa , mówi.
Mirasso szacuje, że wykorzystanie laserów do zachowania prywatności informacji jest mniej więcej pięć lat od komercyjnej opłacalności.