211service.com
Kryptering med kaos
Vet du det där eBay-köpet du gjorde? Kreditkortsbetalningen online du skickade? Kontoutdraget du kollade vid din dator? Dessa transaktioner innehöll känslig information om dig som för det mesta hålls privat tack vare krypteringsmjukvara som förvränger meddelandet innan det skickas (och avkodar det när det väl har tagits emot av den avsedda parten).
Men programvara är inte det enda sättet att skydda digital information. Nu tittar forskare på sätt att utnyttja lasrar med kaotiskt fluktuerande signaler, för att lägga till ett extra lager av integritet till meddelanden som skickas över fiberoptiska linjer. Genom att föra in ett meddelande i en sådan laserstråle, kräver dekryptering av meddelandet en nästan identisk laser för att ta emot det – en process som inte är lättillgänglig för de flesta.
För att visa teknikens genomförbarhet, Claudio Mirasso från Universitat de les Illes Balears i Palma de Mallorca, Spanien och hans team visade nyligen att kaotiska lasrar kan skicka och ta emot ett meddelande över 120 kilometer av kommersiellt lagd fiberoptik. Ännu mer imponerande: överföringshastigheten var en gigabyte kaoskrypterad information per sekund – jämförbar med den för de flesta kommersiella dataöverföringar. Det var ett stort steg som för första gången satte denna exotiska krypteringsteknik till den verkliga världen.
För att skicka ett meddelande inom en kaotisk ljusstråle, förklarar Mirasso, måste meddelandet först omvandlas till en optisk signal. Den matas sedan in i en laser som passerar den längs med laserstrålen. Forskarna ökar sedan det naturligt förekommande kaoset i strålen och matar in meddelandet i den. Detta meddelande-plus-kaos skickas till en nästan identisk laser som tar emot den i sin lasrhålighet – insidan av en laser där fotoner stimuleras och sänds ut.
Vid denna tidpunkt, säger Mirasso, tar ett fenomen som kallas kaotisk synkronisering över. Denna process, som visserligen inte helt förstås av forskare, gör att den mottagande laserns utsignal matchar meddelande-plus-kaoset hos den sändande lasern. Sedan, för att dekryptera det ursprungliga meddelandet, subtraheras kaoset – en känd signal från den sändande lasern – från den mottagande laserstrålen, vilket avslöjar den dolda informationen.
Innan kaotisk kryptering av meddelanden slår igenom måste den dock visa sig vara lika robust som traditionella optiska signaler. I numret 1 januari av IEEE Photonic Technology Letters , har en grupp meddelat att de har testat förmågan hos ett kaoskrypterat meddelande genom att förmedla det genom en mellanliggande laser. Detta steg är avgörande, förklarar Alan Shore från University of Wales i Bangor, eftersom kommersiella system använder relästationer för att öka avståndet ett meddelande kan resa, och kaoskrypterade meddelanden måste vara lika starka som annan information som skickas via ett nätverk. Shores forskning visar också att det är möjligt att skicka ut meddelanden till mer än en mottagare och extrahera meddelanden i ett mellanled, vilket är vanligt förekommande i vanliga optiska nätverk.
Mirassos nästa projekt handlar om att utveckla kompakta enheter för kaosbaserad optisk kommunikation. Ändå, noterar han, måste vissa problem med tekniken åtgärdas. Till exempel behöver forskare fortfarande kvantifiera nivån av säkerhet de kan erbjuda jämfört med andra [tekniker] som mjukvarubaserad kryptering eller kvantkryptering, säger han.
Mirasso uppskattar att användningen av lasrar för att hålla information privat är ungefär fem år från kommersiell lönsamhet.