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Crittografia usando il caos
Hai presente l'acquisto su eBay che hai fatto? Il pagamento con carta di credito online che hai inviato? L'estratto conto che hai controllato sul tuo computer? Queste transazioni contenevano informazioni sensibili su di te che, per la maggior parte, sono mantenute private grazie a un software di crittografia che codifica il messaggio prima che venga inviato (e lo decodifica una volta ricevuto dalla parte designata).
Ma il software non è l'unico modo per proteggere le informazioni digitali. Ora i ricercatori stanno cercando modi per sfruttare i laser con segnali caoticamente fluttuanti, per aggiungere un ulteriore livello di privacy ai messaggi inviati su linee in fibra ottica. Inserendo un messaggio in un tale raggio laser, la decifrazione del messaggio richiede un laser quasi identico per riceverlo, un processo che non è facilmente accessibile alla maggior parte delle persone.
Per dimostrare la fattibilità della tecnologia, Claudio Mirasso dell'Universitat de les Illes Balears di Palma di Maiorca, in Spagna, e il suo team ha recentemente dimostrato che i laser caotici possono inviare e ricevere un messaggio su oltre 120 chilometri di fibre ottiche posate commercialmente. Ancora più impressionante: la velocità di trasmissione era di un gigabyte di informazioni crittografate nel caos al secondo, paragonabile a quella della maggior parte delle trasmissioni di dati commerciali. È stato un passo importante che, per la prima volta, ha messo questa esotica tecnica di crittografia nel mondo reale.
Per inviare un messaggio all'interno di un fascio di luce caotico, spiega Mirasso, il messaggio deve prima essere convertito in un segnale ottico. Viene quindi alimentato in un laser che lo fa passare all'interno del raggio laser. I ricercatori quindi intensificano il caos naturale nel raggio e alimentano il messaggio in esso. Questo messaggio più caos viene inviato a un laser quasi identico che lo riceve all'interno della sua cavità laser, l'interno di un laser in cui i fotoni vengono stimolati ed emessi.
A questo punto, dice Mirasso, subentra un fenomeno chiamato sincronizzazione caotica. Questo processo, certamente non del tutto compreso dagli scienziati, fa sì che l'output del laser ricevente corrisponda al messaggio più caos del laser mittente. Quindi, per decifrare il messaggio originale, il caos - un segnale noto dal laser mittente - viene sottratto dal raggio del laser ricevente, rivelando le informazioni nascoste.
Prima che la crittografia dei messaggi caotici raggiunga il successo, tuttavia, deve essere dimostrata robusta quanto i segnali ottici tradizionali. Nel numero del 1 gennaio di Lettere di tecnologia fotonica IEEE , un gruppo ha annunciato di aver testato il coraggio di un messaggio crittografato nel caos trasmettendolo tramite un laser intermedio. Questo passaggio è fondamentale, spiega Alan Shore dell'Università del Galles a Bangor, perché i sistemi commerciali utilizzano stazioni di ritrasmissione per aumentare la distanza che un messaggio può percorrere e i messaggi crittografati con il caos devono essere altrettanto forti delle altre informazioni inviate attraverso una rete. La ricerca di Shore mostra anche che è possibile inviare messaggi a più di un destinatario ed estrarre messaggi in una fase intermedia, un evento comune nelle reti ottiche standard.
Il prossimo progetto di Mirasso prevede lo sviluppo di dispositivi compatti per la comunicazione ottica basata sul caos. Tuttavia, osserva, alcuni problemi con la tecnologia devono essere affrontati. Ad esempio, i ricercatori devono ancora quantificare il livello di sicurezza che possono offrire rispetto ad altre [tecniche] come la crittografia basata su software o la crittografia quantistica, afferma.
Mirasso stima che l'utilizzo dei laser per mantenere private le informazioni sia a circa cinque anni di distanza dalla fattibilità commerciale.