Mit zunehmender Nachfrage nach digitaler Sicherheit haben Forscher ein neues optisches System entwickelt, das Hologramme zum Codieren von Informationen verwendet und eine Verschlüsselungsstufe erstellt, in die herkömmliche Methoden nicht eindringen können. Dieser Fortschritt könnte den Weg für sicherere Kommunikationskanäle ebnen und dazu beitragen, sensible Daten zu schützen.
„Von sich schnell weiterentwickelnden digitalen Währungen über Governance, Gesundheitswesen, Kommunikation und soziale Netzwerke wächst die Nachfrage nach robusten Schutzsystemen zur Bekämpfung digitaler Betrug“ Technology Hellas und die Universität von Kreta, beide in Griechenland. „Unser neues System erreicht ein außergewöhnliches Verschlüsselungsgrad, indem er ein neuronales Netzwerk verwendet, um den Entschlüsselungsschlüssel zu generieren, der nur vom Eigentümer des Verschlüsselungssystems erstellt werden kann.“
In OptischVon der Optica Publishing Group beschreiben Tzortzakis und Kollegen das neue System, das neuronale Netzwerke verwendet, um kunstvoll gekrubte Informationen abzurufen, die als Hologramm gespeichert sind. Sie zeigen, dass geschulte neuronale Netze die komplizierten räumlichen Informationen in den durcheinandergebrachten Bildern erfolgreich dekodieren können.
„Unsere Studie bietet eine starke Grundlage für viele Anwendungen, insbesondere für die Kryptographie und eine sichere optische Kommunikation mit der drahtlosen optischen Kommunikation, und ebnet den Weg für Telekommunikationstechnologien der nächsten Generation“, sagte Tzortzakis. „Die Methode, die wir entwickelt haben, ist selbst bei rauen und unvorhersehbaren Bedingungen sehr zuverlässig und befasst sich mit realen Herausforderungen wie harten Wetters, die die Leistung von optischen Freiraum häufig einschränken.“
Sicherheitsleuchten nach Sicherheit
Die Forscher entwickelten das neue System, nachdem er feststellte, dass bei Hologrammen ein Laserstrahl verwendet wird, der Strahl vollständig und zufällig durcheinander geraten würde und dass die ursprüngliche Strahlform mithilfe physikalischer Analyse oder Berechnung nicht erkannt oder abgerufen werden konnte. Sie erkannten, dass dies ein idealer Weg war, um Informationen sicher zu verschlüsseln.
„Die Herausforderung bestand darin, herauszufinden, wie die Informationen entschlüsselt werden können“, sagte Tzortzakis. „Wir haben die Idee entwickelt, neuronale Netzwerke auszubilden, um die unglaublich feinen Details der durcheinandergebrachten Lichtmuster zu erkennen. Durch die Herstellung von Milliarden komplexer Verbindungen oder Synapsen in den neuronalen Netzwerken konnten wir die ursprünglichen Lichtstrahlformen rekonstruieren. Diese Formen mit Lichtstrahl. Diese Formen. bedeutete, dass wir einen Weg hatten, den Entschlüsselungsschlüssel zu erstellen, der für jede Verschlüsselungssystemkonfiguration spezifisch war. „
Um ein physikalisches System zu schaffen, das die Lichtstrahlen vollständig und chaotisch krambiert, verwendeten die Forscher einen Hochleistungslaser, der mit einer kleinen mit Ethanol gefüllten Küvette interagiert. Die Flüssigkeit war nicht nur kostengünstig, sondern schuf auch das gewünschte chaotische Verhalten innerhalb einer kurzen Ausbreitungsentfernung von nur wenigen Millimetern. Neben der Änderung der Lichtstrahlintensität zeigte Licht, das mit der Flüssigkeit interagierte, auch thermische Turbulenzen, die das chaotische Krabbeln stark verstärkten.
Erfolgreiche Codierung und Dekodierung
Um die neue Methode zu demonstrieren, wandten die Forscher sie auf, um Tausende von handgeschriebenen Ziffern und anderen Formen wie Tieren, Werkzeugen und alltäglichen Objekten aus gut etablierten Datenbanken zu verschlüsseln und zu dekodieren, und als Referenzen zur Bewertung von Bildabrufsystemen. Nach der Optimierung des experimentellen Verfahrens und der Schulung des neuronalen Netzwerks zeigten sie, dass das neuronale Netzwerk die codierten Bilder 90-95% der Fälle genau abrufen konnte. Sie sagen, dass diese Rate durch umfassendere Ausbildung des neuronalen Netzwerks verbessert werden könnte.
Die Forscher planen, die Technologie weiter zu entwickeln, indem sie zusätzliche Schutzstufen wie zwei-Faktor-Authentifizierung hinzufügen. Da die größte Hürde für die Vermarktung des Systems die Kosten und die Größe des Lasersystems sind, untersuchen sie auch kostengünstige Alternativen zu teuren, sperrigen Hochleistungslasern.
