來自復(fù)雜光子系統(tǒng)(COPS)小組的研究人員使用兩層隨機材料來加密和解密通過光通信發(fā)送的信息。這樣，他們將發(fā)送者和接收者同時隱藏起來，只有當光線穿過兩層時，信息才會被接收到。

研究小組在《光學快報》(Optics Express)雜志上發(fā)表了他們的研究結(jié)果，并認為這一概念證明在可見光通信系統(tǒng)、光保真度(LiFi)和光纖通信中具有應(yīng)用價值。

方案圖

在這個數(shù)字信息成為互聯(lián)世界命脈的時代，確保其安全至關(guān)重要。加密在保護我們的數(shù)據(jù)方面起著至關(guān)重要的作用，它將簡單的信息轉(zhuǎn)換成復(fù)雜的模式，然后再轉(zhuǎn)換回來，如果信息在中間被截獲，就會使其無法破譯。

隨著技術(shù)以前所未有的速度進步，通信的未來在于可見光領(lǐng)域。但我們?nèi)绾伪ＷC這種尖端通信方式的安全性呢？

令人驚訝的是，解決方案可能在日常用品中找到。特溫特大學的研究人員與埃因霍溫技術(shù)大學和創(chuàng)新的昕諾飛公司(前身為飛利浦照明)的專家合作，證明了隨機材料——比如一層油漆、一張紙或一個玻璃擴散器——通過擾亂信息來增強光通信的保密性。

當光線穿過這些隨機材料時，它會向多個方向散射，形成一種復(fù)雜的圖案，稱為斑點圖案。這種模式成為加密的基礎(chǔ)。

分析圖

這種加密遵循物理不可克隆功能(PUF)的概念。PUF是一個非常復(fù)雜的對象，無法用當前技術(shù)復(fù)制。如果使用PUF作為加密密鑰，則只有正確的密鑰(不可克隆)才能訪問信息。在這種情況下，關(guān)鍵是隨機對象，信息是散斑圖案。

復(fù)雜光子系統(tǒng)(COPS)小組的研究人員將這一概念進一步發(fā)展。他們使用兩層隨機媒體作為雙密鑰，而不是使用單個密鑰來加密消息。這樣，他們就可以同時隱藏發(fā)送者和接收者，只有當光線通過兩個密鑰時，信息才會被接收到。任何試圖攔截傳輸中的消息的惡意竊聽者都將面臨與原始消息完全無關(guān)的無意義的隨機模式混合。

此外，系統(tǒng)的冗余性增強了系統(tǒng)的保密性。所提出的系統(tǒng)是基于在發(fā)送端使用類似于屏幕投影儀(或激光束)的設(shè)備來調(diào)制入射光。因為隨機材料是如此復(fù)雜，有成千上萬種不同的方式來調(diào)制光，產(chǎn)生相同的信息，同時改變兩個密鑰之間的隨機模式。如果發(fā)送方不斷地在不同的調(diào)制之間切換，中間的攻擊者就會被隨機模式淹沒，而接收方則不受其影響。

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