Новая оптическая волоконно -трансферы зашифрованные данные со скоростью 1 Тбит / с
Ученые из Шанхайского университета Цзяотуна решили давнюю проблему в области телекоммуникаций: чем быстрее информация передается через луча света, тем сложнее сохранить это в секрете. Они разработали технологию, которая использует модуляцию световых импульсов и искусственный интеллект для шифрования данных. Во время испытаний исследователи представили информацию со скоростью 1 Тбит / с на оптическом волокне с длиной 1200 км, причем потенциальные перехватыватели только захватывают бессмысленный шум. Разработка не требует дополнительных аппаратных решений и может быть легко включена в существующие системы.
Сегодняшние шоссе сети передают данные со скоростью сотен гигабит, но используется шифрование (IPSEC, TLS), не защищает от перехвата оптического сигнала на физическом уровне. Альтернативные методы шифрования физического слоя, такие как распределение квантовых клавиш или использование хаотических лазеров, снижение скорости передачи или требуют нестандартного оборудования.
У обычных вспышек есть еще одна проблема: они обеспечивают абсолютную секретность благодаря одному методу шифрования (OTP), но они работают медленно, на уровне киловатт в секунду. Технология, созданная учеными, интегрированными шифрованием и общением (IEAC) обещает как передачу с высокой скоростью, так и высокое шифрование, поскольку она использует формат модуляции световых импульсов в качестве шифра.
Световой сигнал в оптическом волокне можно сравнить с целевой стрелкой — каждая точка на этой цели соответствует определенной комбинации амплитуды и фазы, которая кодирует цифровые данные. Современные телекоммуникационные системы 400 Гбит / с уже используют специальные технологии, которые оптимально распределяют эти точки для выбора помех. Китайские ученые пошли дальше и сделали нейронную сеть динамически изменить местоположение этих точек. Для каждого пакета пакета система генерирует уникальную псевдо -гадющую конфигурацию, используя синхронизированные случайные числа на обоих концах канала.
Авторизованные пользователи с общим криптографическим ключом могут правильно интерпретировать передаваемую информацию, в то время как перехватчик видит только хаотический набор сигналов.
С математической точки зрения система предоставляет максимальную взаимную информацию (MI) между авторизованными узлами и минимальными для всех несанкционированных устройств. Эксперименты показывают это Значение MI для перехватчика уменьшается от типичных 4 бит на символ до значений ниже 0,2 бита, что делает дешифрование в принципе невозможным — захваченные данные статистически неразличимы от случайного шума.
Демонстрация использует 26 длин волн в C-Zenpazon, который обеспечивает общий спектр 3,9 ТГц. Каждый канал излучает сигнал с модуляцией 32 ГБД и двойной поляризацией, генерируемой с помощью искусственного интеллекта. Сигнал переносится через закрытый оптический контур, имитирующий 1200 км нелинейных искажений. В результате ошибки домохозяйства были зарегистрированы ниже 2 × 10 -10 -мен, что соответствует торговым стандартам для коррекции ошибок до тех пор, пока поток данных не достиг скорости 1 Тбит / с.
IEAC основан на стандартной когерентной оптике без квантовых технологий, поэтому он может быть реализован в качестве улучшения программного обеспечения для транспондеров, используемых на сегодняшний день. Разработка может быть адаптирована к увеличению длины соединений, уточнения спектральных каналов или использования более сложных методов модуляции. По словам ученых, технология представляет собой «мост между завтрашней безопасностью и каналами терабайта, необходимыми сегодня». Экспериментальный прототип показал, что шифрование данных не требует дополнительных аппаратных решений — он может быть интегрирован непосредственно в передачу оптических сигналов.
