بهبود امنیت سایبری با یک مولد اعداد تصادفی کوانتومی جدید

به گزارش فناوری برتر دیجیتال به نقل از  ایسنا، با کمک نوع جدیدی از مولد اعداد تصادفی برای رمزگذاری که در دانشگاه لینشوپینگ سوئد توسعه یافته است، تبادل اطلاعات دیجیتال می‌تواند ایمن‌تر، ارزان‌تر و با محیط زیست سازگارتر باشد.

پژوهشگران این مطالعه معتقدند که این فناوری جدید راه را برای نوع جدیدی از ارتباطات کوانتومی هموار می‌کند.

در دنیایی که همواره در حال بیش از پیش متصل شدن است، امنیت سایبری نه تنها برای محافظت از افراد، بلکه برای مثال برای محافظت از زیرساخت‌های ملی و سیستم‌های بانکی نیز اهمیت فزاینده‌ای پیدا می‌کند.

همزمان، یک مسابقه مداوم بین هکرها و کسانی که سعی در محافظت از اطلاعات دارند، وجود دارد. رمزگذاری، استراتژی اصلی برای حفاظت از اطلاعات است. بنابراین هنگام ارسال ایمیل، خرید آنلاین یا پرداخت قبوض، داده‌های ما به صورت دیجیتالی رمزگذاری می‌شوند.

نقش مولدهای اعداد تصادفی کوانتومی

مولدهای اعداد تصادفی که می‌توانند نرم‌افزار کامپیوتری یا سخت‌افزار باشند، نقشی اساسی در رمزگذاری دارند. این ژنراتورها کلیدهای حیاتی را ارائه می‌دهند که برای رمزگذاری و باز کردن قفل اطلاعات در انتهای گیرنده استفاده می‌شوند.

انواع مختلف مولد اعداد تصادفی سطوح مختلفی از تصادفی بودن و در نتیجه امنیت را فراهم می‌کنند. سخت‌فزار گزینه بسیار ایمن‌تری است، زیرا تصادفی بودن توسط فرآیندهای فیزیکی کنترل می‌شود و روش سخت‌افزاری که بهترین اعداد تصادفی را ارائه می‌کند، مبتنی بر پدیده‌های کوانتومی است؛ چیزی که پژوهشگران به آن اعداد تصادفی کوانتومی یا QRNG می‌گویند.

گیلرمه خاویر، پژوهشگر دپارتمان مهندسی برق در دانشگاه لینشوپینگ می‌گوید: در رمزنگاری، نه تنها مهم است که اعداد تصادفی باشند، بلکه شما تنها کسی هستید که از آنها اطلاع دارید. با QRNG می‌توانیم تأیید کنیم که مقدار زیادی از بیت‌های تولید شده خصوصی هستند و بنابراین کاملاً ایمن هستند و اگر قوانین فیزیک کوانتومی درست باشند، شنود بدون اینکه گیرنده متوجه شود، غیرممکن است.

نوآوری در QRNG: مزیت پروسکایت

این گروه تحقیقاتی به همراه پژوهشگران دپارتمان فیزیک، شیمی و زیست‌شناسی این دانشگاه، نوع جدیدی از اعداد تصادفی کوانتومی(QRNG) را توسعه داده‌اند که می‌تواند برای رمزگذاری و همچنین برای شبیه‌سازی رایانه‌ای استفاده شود.

ویژگی جدید QRNG ابداعی پژوهشگران لینشوپینگ استفاده از دیودهای ساطع کننده نور ساخته شده از ماده بلور مانند پروسکایت است.

مولد اعداد تصادفی آنها جزء بهترین‌های مولدهای تولید شده است و به خوبی با محصولات مشابه مقایسه می‌شود. به لطف خواص پروسکایت‌ها، این پتانسیل روشی ارزان‌تر و سازگارتر با محیط زیست را دارد.

فِنگ گائو، استاد دانشگاه لینشوپینگ است و بیش از یک دهه است که روی پروسکایت‌ها تحقیق کرده است. او معتقد است که توسعه اخیر دیودهای ساطع کننده نور پروسکایت(PeLED) به این معنی است که فرصتی برای ایجاد انقلابی برای مثال در ابزارهای نوری وجود دارد.

برای مثال می‌توان از یک لیزر سنتی برای QRNG استفاده کرد، اما گران است. اگر قرار است این فناوری در نهایت به لوازم الکترونیکی مصرفی راه پیدا کند، مهم است که هزینه آن پایین آورده شود و تولید تا حد امکان سازگار با محیط زیست باشد.

فنگ گائو می‌گوید علاوه بر این، PeLEDها به انرژی زیادی برای اجرا نیاز ندارند.

چشم‌اندازها و تحولات آینده

مرحله بعدی، توسعه‌ بیشتر مواد برای بدون سرب کردن پروسکایت و افزایش طول عمر آن است که در حال حاضر ۲۲ روز است.

به گفته خاویر، QRNG جدید آنها می‌تواند در عرض پنج سال برای استفاده در امنیت سایبری در دسترس، در اختیار قرار گیرد.

وی می‌گوید: اگر قطعات الکترونیکی که قرار است برای داده‌های حساس استفاده شوند، در سوئد ساخته شوند، این یک مزیت است. اگر یک کیت کامل تولیدکننده تصادفی را از کشور دیگری خریداری کنید، نمی‌توانید مطمئن باشید که تحت نظارت نباشد.

این مطالعه توسط شورای تحقیقات سوئد، بنیاد نات و آلیس والنبرگ از طریق مرکز فناوری کوانتومی والنبرگ و شورای تحقیقات اروپا تامین اعتبار شده است.