Ново оптично влакно прехвърля криптирани данни със скорост 1 Tbps
Учени от Шанхайския университет „ Дзяотун “ взеха решение дълготраен проблем в региона на телекомуникациите: колкото по-бързо се предава информацията посредством светлинен лъч, толкоз по-трудно е тя да бъде непокътната в загадка. Те са създали технология, която употребява модулация на светлинните импулси и изкуствен интелект за криптиране на данните. По време на тестванията откривателите предаваха информация със скорост 1 Tbps по оптично влакно с дължина 1200 км, като евентуалните прихващачи улавяха единствено неправилен звук. Разработката не изисква спомагателни хардуерни решения и може елементарно да бъде включена в съществуващи системи.
Днешните магистрални мрежи трансферират данните със скорост стотици гигабити, само че употребяваното от тях криптиране (IPsec, TLS) не пази от прихващане на оптичния сигнал на физическо равнище. Алтернативните способи за криптиране на физическия пласт, като квантово систематизиране на ключовете или потребление на безредни лазери, понижават скоростта на предаване или изискват ексцентричен хардуер.
Конвенционалните флаш памети имат различен проблем: те обезпечават безспорна секретност с помощта на метода на еднократното криптиране (OTP), само че работят постепенно, на равнище килобайти в секунда. Създадената от учените технология за интегрирано криптиране и връзка (IEAC) дава обещание по едно и също време високоскоростно предаване и мощно криптиране, защото употребява самия формат на модулацията на светлинните импулси в качеството на код.
Светлинният сигнал в оптичното влакно може да се съпостави с цел за стрелички – всяка точка върху тази цел подхожда на характерна композиция от амплитуда и фаза, която кодира цифровите данни. Съвременните телекомуникационни системи със скорост 400 Gbps към този момент употребяват специфична технология, която оптимално разпределя тези точки, с цел да се опълчи на разстройствата. Китайските учени са отишли по-далеч и са предиздвикали невронна мрежа динамично да трансформира местоположението на тези точки. За всеки предаден пакет системата генерира неповторима псевдослучайна настройка, като употребява синхронизирани генератори на инцидентни цифри в двата края на канала.
Оторизираните консуматори със споделен криптографски ключ могат вярно да интерпретират излъчената информация, до момента в който прихващачът вижда единствено безреден набор от сигнали.
От математическа позиция системата обезпечава оптималната взаимна информация (MI) сред оторизираните възли и минимална за всички неоторизирани устройства. Експериментите демонстрират, че цената на MI за прихващача се понижава от типичните 4 бита на знак до стойности под 0,2 бита, което прави декриптирането кардинално невероятно – прихванатите данни са статистически неразличими от инцидентния звук.
При демонстрацията са употребявани 26 дължини на вълните в C-диапазона, което обезпечава общ набор от 3,9 THz. Всеки канал излъчва сигнал с 32 GBd модулация и двойна поляризация, генериран благодарение на изкуствен интелект. Сигналът се трансферира през затворен оптичен силует, симулиращ 1200 км нишки с нелинейни изкривявания. В резултат на това бяха регистрирани битови неточности под 2 × 10-², което дава отговор на комерсиалните стандарти за промяна на грешките, до момента в който потокът от данни доближи скорост от 1 Tbps.
IEAC се базира на общоприетата кохерентна оптика, без квантови технологии, тъй че може да бъде внедрена като софтуерно усъвършенстване в употребяваните към сегашен ден транспондери. Разработката може да се приспособява към увеличение на дължината на връзките, втвърдяване на спектралните канали или потребление на по-сложни техники за модулация. Според учените технологията е „ мост сред сигурността на утрешния ден и терабайтовите канали, нужни през днешния ден “. Експерименталният първообраз потвърди, че криптирането на данни не изисква спомагателни хардуерни решения – то може да бъде интегрирано непосредствено в предаването на оптичните сигнали.
