圖片來源：Ella Maru Studio/普林斯頓大學
科技日報記者 張夢然
據(jù)最新一期《自然·電子學》雜志發(fā)表的論文，美國研究人員開發(fā)出一種新的毫米波無線微芯片，該芯片實現(xiàn)了一種可防止攔截的安全無線傳輸方式，同時又不會降低5G網(wǎng)絡(luò)的效率和速度。該技術(shù)將使竊聽5G等高頻無線傳輸變得非常具有挑戰(zhàn)性。
現(xiàn)有通信加密方法可能難以擴展到5G等高速和超低延遲系統(tǒng)。這是因為加密的本質(zhì)要求發(fā)送方和接收方之間交換信息以加密和解密消息。這種交換使鏈接容易受到攻擊，它還需要增加延遲的計算。對于自動駕駛汽車、機器人和其他網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)而言，最大限度地縮短行動時間至關(guān)重要。
為了彌補這一安全差距，普林斯頓大學研究人員開發(fā)了一種方法，將安全性納入信號的物理性質(zhì)。該方法不依賴于加密，而是通過使竊聽者所在位置的信號看起來幾乎像噪音來挫敗其企圖。研究人員通過隨機分割消息并將消息的不同部分分配給陣列中的天線子集來做到這一點。研究人員能夠協(xié)調(diào)傳輸，以便只有在預(yù)期方向上的接收器才能以正確的順序組合信號。在其他任何地方，分割后的信號都以類似噪聲的方式到達。
研究人員稱，原則上，這就是傳輸安全背后的秘密武器——通過對這些高頻電磁場進行精確的空間和時間調(diào)制來實現(xiàn)。如果竊聽者試圖通過干擾主傳輸來截取消息，則會導(dǎo)致傳輸出現(xiàn)問題并被預(yù)期用戶檢測到。盡管理論上，有可能多個竊聽者一起工作來收集類似噪聲的信號并嘗試將它們重新組合成相干傳輸，但這樣做所需的接收器數(shù)量將“非常大”。
萊斯大學教授愛德華·奈特利表示，該項工作第一次通過實驗展示了如何利用從多個同步觀察點收集的機器學習數(shù)據(jù)來戰(zhàn)勝一個復(fù)雜的對手，是確保未來網(wǎng)絡(luò)安全的“一個重要里程碑”。
總編輯圈點
網(wǎng)絡(luò)時代的信息傳輸給人們帶來了方便與快捷，同時也催生了對信息安全的需求。為了實現(xiàn)信息傳輸?shù)陌踩畔⑼ㄐ蓬I(lǐng)域的科研人員和工程師們可謂各顯神通，比如使用各種各樣的方式給信息加密，提升信息竊取的難度；再比如利用量子通信，使信息竊取者無處遁形。最新研究則通過對高頻電磁場進行精確的空間和時間調(diào)制來保障信息傳輸安全，為5G時代的信息安全提供了新的選擇。
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