Сотрудники лаборатории фотоники и оптической обработки информации Института лазерных и плазменных технологий НИЯУ МИФИ разработали уникальную оптико-цифровую систему кодирования изображений, видеопотоков и цифровых данных. По словам заведующего лабораторией профессора Ростислава Старикова, стойкость к взлому этой системы сопоставима с показателями квантового шифрования с той лишь разницей, что реально работающих систем на основе квантового кодирования в широкой практике пока не существует. В разработанной же оптической системе используются относительно недорогие и массово доступные элементы, сообщили в пресс-службе вуза.
Как пояснили ученые, любой компьютерный файл по сути есть совокупность единиц и нулей. Для оптического кодирования необходимо сначала «визуализировать» файл, для чего используется так называемый «пространственно-временной модулятор света», который выглядит как небольшой полупрозрачный или отражающий экран. На этом экране содержимое файла предстает в виде совокупности темных и светлых точек (одним из вариантов является QR-код). Экран освещается лазерным излучением. Свет, проходящий через экран с помощью системы линз попадает на второй модулятор, на котором голографическим методом представлен кодирующий ключ и, таким образом, цифровая информация последовательно получает оптическое «воплощение» и уже в таком виде подвергается кодированию. На выходе получается изображение совокупности бесформенных пятен, которые и являются закодированным визуальным представлением исходной информации. Эти пятна можно сфотографировать цифровой камерой с высоким разрешением и передать адресату. У получателя на компьютере должен быть ключ к шифру, с помощью которого он из бесформенных пятен извлечет первоначальное сообщение.
«Разработка обладает двумя важными преимуществами. Во-первых, высокой производительностью: обработка и кодирование информации может осуществляться со скоростью во многие десятки гигабит в секунду. Второе преимущество связано с первым: у системы очень низкая криптографическая уязвимость, поскольку в ней используется ключ, размеры которого измеряются многими килобайтами», — отметил сотрудник лаборатории кандидат физико-математических наук Павел Черёмхин.
Ученые провели тестовые «хакерские» атаки с использованием нейросетевых методов, но разработка успешно их выдержала.
Как уточнил завлабораторией Ростислав Стариков, в основе этой системы лежат идеи, выдвинутые еще в 1990-2000 годах несколькими исследовательскими группами в мире. В России, по словам профессора, первые исследования в этом направлении были выполнены именно в МИФИ, но реализовать их стало возможным только теперь, когда электронные и оптические технологии, а также компьютерная техника достигли достаточного уровня развития.
