211service.com
Världens första hemliga kommunikationssystem med kamouflagegaranti
Kryptografivärlden har genomgått en tyst revolution de senaste åren. Det är till stor del på grund av tillkomsten av tekniker som utnyttjar kvantmekanikens lagar för att skicka meddelanden med perfekt integritet. Så kallad kvantkryptografi säkerställer att en avlyssnare inte kan avkoda ett meddelande under garanti av fysikens lagar.
Men ibland räcker inte perfekt integritet. Ibland är vetskapen om att ett meddelande har skickats allt som en motståndare behöver. Så frågan uppstår om hur man döljer ett meddelande så att en avlyssnare inte kan se om det har skickats eller inte.
Disciplinen, känd som steganografi eller hemlig kommunikation, är lika gammal som sin kryptografiska kusin men har fått mycket mindre uppmärksamhet de senaste åren. Men det förändras idag tack vare Boulat Bashs arbete vid University of Massachusetts i Amherst och några kompisar som har utarbetat hur man kan kamouflera meddelanden på ett sätt som garanteras matematiskt.
Och de har omsatt sina idéer i praktiken med en demonstration av principbevis. Vi har byggt det första operativa systemet som ger matematiskt bevisad hemlig kommunikation över en fysisk kanal, säger de.
Tekniken är relativt enkel och förlitar sig på en kommunikationsmetod som kallas pulspositionsmodulering. Detta delar upp varje sekund (eller annan tidsenhet) i ett antal tidsband som var och en motsvarar en symbol. Alice skickar ett meddelande till Bob genom att sända pulser under band som motsvarar den önskade symbolen, som Bob sedan slår upp i den ordning han tar emot dem.
Det finns en viktig varning, naturligtvis. Detta system kräver att avsändaren och mottagaren kommer överens om bandstrukturen och de symboler de refererar till. Och detta måste göras i förväg i hemlighet.
Detta gör att Alice och Bob kan skicka krypterade meddelanden (vars längd beror på längden på informationen som delas i förväg).
Frågan är hur man döljer denna information. Och svaret är klart. Bash och co antar att meddelandet skickas med hjälp av fotoner och att omgivningen levererar en viss mängd brus som deras signal kamoufleras mot. Till exempel antar de att fotondetektorer inte är perfekta och producerar därför alltid ett visst antal mörkertal där de registrerar en foton utan att ta emot en.
Bash och cos fokus ligger på att beräkna antalet signalfotoner som kan skickas i denna bullriga miljö samtidigt som de garanterar att en avlyssnare inte kan skilja dem från bakgrunden. Detta är möjligt eftersom tittaren (Willie, som Bash och co kallar honom) inte vet när signalpulserna skickas och alltid upptäcker ytterligare brusiga fotoner som ytterligare förvirrar saken.
Genombrottet är att visa att meddelandet alltid kan kamoufleras med en godtycklig sannolikhet för upptäckt, förutsatt att bruset ligger inom vissa gränser. Bash och co visar att detta är sant även när Willie samlar in alla fotoner som Bob inte tar emot.
Med andra ord kan Alice och Bob välja sekretess för sitt meddelande i förväg. Och även om de inte kan välja perfekt sekretess, kan de komma så nära som de vill. Så Alice och Bob kanske väljer en lägre bithastighet för meddelanden som de vill ha lägre chans att upptäcka.
För att bevisa lönsamheten i deras system har Bash och co byggt och testat en prototyp som skickar meddelanden via en optisk fiber. Alice sänder pulserna och en stråldelare i andra änden ser till att Willie samlar in alla fotoner som inte färdas till Bob.
Och experimentet fungerar bra. Vi visade att bevisligen dold optisk kommunikation är praktiskt möjlig, säger Bash och co.
Det borde ha några intressanta tillämpningar. Men vem som kan vara intresserad av sådan hemlig kommunikation, säger Bash och co inte. Förslag vänligen i kommentarsfältet.
Ref: arxiv.org/abs/1404.7347 : Hemlig optisk kommunikation