211service.com
Kryptering ved hjælp af kaos
Kender du det eBay-køb, du har foretaget? Den online kreditkortbetaling, du sendte? Det kontoudtog, du tjekkede ved din computer? Disse transaktioner indeholdt følsomme oplysninger om dig, som for det meste holdes private takket være krypteringssoftware, der forvrider beskeden, før den sendes (og afkodes den, når den er modtaget af den tilsigtede part).
Men software er ikke den eneste måde at beskytte digital information på. Nu ser forskere på måder at udnytte lasere med kaotisk fluktuerende signaler for at tilføje et ekstra lag af privatliv til beskeder sendt over fiberoptiske linjer. Ved at smide en besked ind i en sådan laserstråle kræver dekryptering af beskeden en næsten identisk laser for at modtage den - en proces, der ikke er let tilgængelig for de fleste mennesker.
For at demonstrere teknologiens gennemførlighed, Claudio Mirasso fra Universitat de les Illes Balears i Palma de Mallorca, Spanien og hans team viste for nylig, at kaotiske lasere kan sende og modtage en besked over 120 kilometer kommercielt lagt fiberoptik. Endnu mere imponerende: transmissionshastigheden var en gigabyte kaoskrypteret information i sekundet – sammenlignelig med de fleste kommercielle datatransmissioner. Det var et stort skridt, der for første gang satte denne eksotiske krypteringsteknik ind i den virkelige verden.
For at sende en besked inden for en kaotisk lysstråle, forklarer Mirasso, skal beskeden først konverteres til et optisk signal. Den føres derefter ind i en laser, der fører den videre inden for laserens stråle. Forskerne øger derefter det naturligt forekommende kaos i strålen og fører budskabet ind i det. Dette budskab-plus-kaos sendes til en næsten identisk laser, der modtager den inden for dens laserhulrum - indersiden af en laser, hvor fotoner stimuleres og udsendes.
På dette tidspunkt, siger Mirasso, tager et fænomen kaldet kaotisk synkronisering over. Denne proces, ganske vist ikke helt forstået af videnskabsmænd, får den modtagende lasers output til at matche besked-plus-kaos af den afsendende laser. Derefter, for at dekryptere den originale besked, trækkes kaosset - et kendt signal fra den afsendende laser - fra den modtagende laserstråle, hvilket afslører den skjulte information.
Inden kaotisk meddelelseskryptering rammer det helt store, skal den dog vise sig at være lige så robust som traditionelle optiske signaler. I 1. januar udgaven af IEEE fotoniske teknologibreve , har en gruppe annonceret, at de har testet evnen til en kaoskrypteret besked ved at videresende den gennem en mellemliggende laser. Dette trin er afgørende, forklarer Alan Shore fra University of Wales i Bangor, fordi kommercielle systemer bruger relæstationer til at øge den afstand, en besked kan rejse, og kaoskrypterede beskeder skal være lige så stærke som anden information, der sendes gennem et netværk. Shores forskning viser også, at det er muligt at udsende beskeder til mere end én modtager og udtrække beskeder på et mellemstadie, en almindelig forekomst i standard optiske netværk.
Mirassos næste projekt involverer udvikling af kompakte enheder til kaosbaseret optisk kommunikation. Alligevel bemærker han, at nogle problemer med teknologien skal løses. For eksempel skal forskere stadig kvantificere det sikkerhedsniveau, de kan tilbyde sammenlignet med andre [teknikker] som softwarebaseret kryptering eller kvantekryptering, siger han.
Mirasso anslår, at brugen af lasere til at holde information privat er omkring fem år væk fra kommerciel levedygtighed.