211service.com
Pasaulē pirmā slēptā sakaru sistēma ar garantētu maskēšanos
Kriptogrāfijas pasaule pēdējos gados ir piedzīvojusi klusu revolūciju. Tas lielā mērā ir saistīts ar paņēmienu parādīšanos, kas izmanto kvantu mehānikas likumus, lai nosūtītu ziņojumus ar perfektu privātumu. Tā sauktā kvantu kriptogrāfija nodrošina, ka noklausītājs nevar atšifrēt ziņojumu, ko garantē fizikas likumi.
Bet dažreiz ar perfektu privātumu nepietiek. Reizēm pretiniekam ir nepieciešams tikai apziņa, ka ziņa ir nosūtīta. Tāpēc rodas jautājums, kā paslēpt ziņojumu, lai noklausītājs nevarētu pateikt, vai tas ir nosūtīts vai nav.
Šī disciplīna, kas pazīstama kā steganogrāfija vai slēptā komunikācija, ir tikpat veca kā tās kriptogrāfijas brālēns, taču pēdējos gados tai ir pievērsta daudz mazāka uzmanība. Taču šodien tas mainās, pateicoties Boulat Bash darbam Masačūsetsas Universitātē Amherstā un dažiem draugiem, kuri ir izstrādājuši, kā maskēt ziņojumus tā, lai tas būtu matemātiski garantēts.
Un viņi ir īstenojuši savas idejas praksē, demonstrējot principus. Viņi saka, ka esam izveidojuši pirmo operētājsistēmu, kas nodrošina matemātiski pierādītu slēptu komunikāciju fiziskajā kanālā.
Metode ir salīdzinoši vienkārša, balstoties uz saziņas metodi, kas pazīstama kā impulsa pozīcijas modulācija. Tas sadala katru sekundi (vai citu laika vienību) vairākās laika joslās, no kurām katra atbilst simbolam. Alise nosūta ziņu Bobam, pārraidot impulsus joslās, kas atbilst vajadzīgajam simbolam, ko Bobs pēc tam meklē to saņemšanas secībā.
Protams, ir svarīgs brīdinājums. Šī sistēma pieprasa, lai sūtītājs un saņēmējs vienotos par joslas struktūru un simboliem, uz kuriem tie attiecas. Un tas ir jādara iepriekš slepeni.
Tas ļauj Alisei un Bobam nosūtīt šifrētus ziņojumus (kuru garums ir atkarīgs no iepriekš kopīgotās informācijas ilguma).
Jautājums ir, kā šo informāciju noslēpt. Un atbilde ir skaidri redzama. Bash un co pieņem, ka ziņojums tiek nosūtīts, izmantojot fotonus un ka vide nodrošina noteiktu trokšņa daudzumu, pret kuru viņu signāls tiek maskēts. Piemēram, viņi pieņem, ka fotonu detektori nav ideāli un tāpēc vienmēr rada noteiktu skaitu tumšo skaitījumu, kuros viņi reģistrē fotonu, to nesaņemot.
Bash un co mērķis ir aprēķināt signālu fotonu skaitu, ko var nosūtīt šajā trokšņainā vidē, vienlaikus garantējot, ka noklausītājs nevar tos atšķirt no fona. Tas ir iespējams, jo vērotājs (Vilijs, kā viņu sauc Bašs un citi) nezina, kad tiek nosūtīti signalizācijas impulsi, un vienmēr atklāj papildu trokšņainus fotonus, kas vēl vairāk sajauc lietas.
Izrāviens ir parādīšana, ka ziņojumu vienmēr var maskēt ar patvaļīgu atklāšanas varbūtību, ja troksnis ir noteiktās robežās. Bašs un kolēģi parāda, ka tā ir taisnība pat tad, kad Villijs savāc visus fotonus, kurus Bobs nesaņem.
Citiem vārdiem sakot, Alise un Bobs var iepriekš izvēlēties sava ziņojuma slepenību. Un, lai gan viņi nevar izvēlēties perfektu slepenību, viņi var tai pietuvoties tik tuvu, cik vēlas. Tāpēc Alise un Bobs varētu izvēlēties mazāku bitu pārraides ātrumu ziņojumiem, kuru noteikšanas iespējamība ir mazāka.
Lai pierādītu savas shēmas dzīvotspēju, Bash un co ir izveidojuši un pārbaudījuši prototipu, kas sūta ziņojumus, izmantojot optisko šķiedru. Alise pārraida impulsus, un staru sadalītājs otrā galā nodrošina, ka Villijs savāc visus fotonus, kas nenonāk pie Boba.
Un eksperiments darbojas labi. Mēs parādījām, ka pierādāmi slēpta optiskā komunikācija ir praktiski sasniedzama, saka Bašs un citi.
Tam vajadzētu būt dažām interesantām lietojumprogrammām. Bet tieši kuru varētu interesēt šāda slēpta saziņa, Bašs un co nesaka. Ieteikumus, lūdzu, komentāru sadaļā.
Atsauce: arxiv.org/abs/1404.7347 : Slēptā optiskā komunikācija