Ключи биологического шифрования могут повысить уровни безопасности в пост квантовую эру

• Чтобы обеспечить безопасность, необходимо адаптировать действительно случайные ключи шифрования, которые невозможно реконструировать.
• Исследователи используют человеческие Т-клетки для создания ключей шифрования.
• Эти ключи обладают максимальной энтропией и делают невозможным взлом системы.

Цифровая информация растет экспоненциальными темпами во всех секторах современного общества, включая здравоохранение, сельское хозяйство, автоматизацию, связь и оборону. Согласно прогнозам, к 2020 году объем цифровых данных во всем мире достигнет 35 зеттабайт (или 35 миллиардов терабайт).

Обработка такого огромного количества данных стала одной из самых сложных задач в индустрии информационных технологий. В настоящее время мы все чаще слышим об утечках данных, захвате вредоносных программ и взломанных системах, в том числе о государственных и частных компаниях, передающих информацию в сомнительные руки.

Теперь инженеры из Пенсильванского государственного университета придумали решение:они разработали подход к созданию ключей шифрования, которые нельзя клонировать или реконструировать. Такой подход будет работать даже в постквантовую эпоху, когда компьютеры могут стать в миллион раз быстрее, чем современные суперкомпьютеры.

В настоящее время мы используем математические алгоритмы (односторонние функции) для шифрования данных. В этих алгоритмах используются частные / открытые ключи, которые позволяют легко двигаться в одном направлении, но чрезвычайно сложно двигаться в противоположном направлении или возвращать вещи.

Например, большинство алгоритмов шифрования основаны на разложении на простые множители:они умножают два больших простых числа. Чем больше полученное значение, тем больше времени потребуется компьютеру, чтобы найти исходные простые числа, т.е. обратное проектирование на основе результата становится задачей, требующей много времени и ресурсов.

Поскольку процессоры и графические процессоры становятся все более совершенными, а квантовые компьютеры уже не за горами, эти методы шифрования не будут работать эффективно в будущем.

Решение заключается в адаптации действительно случайных ключей шифрования. Их нельзя реконструировать или клонировать, потому что в процессе нет какой-либо формулы или шаблона.

Ссылка:Расширенная теория и моделирование | doi:10.1002 / adts.201800154 | Пенсильванский штат

Биологические односторонние функции

Так называемые случайные числа, генерируемые компьютерами, представляют собой не что иное, как псевдослучайные числа. Чтобы определить действительно случайные вещи, нужно вернуться к природе.

В этом исследовании исследователи решили проанализировать человеческие Т-клетки - подтип лейкоцитов, которые играют решающую роль в клеточном иммунитете. Поскольку не существует математической основы для построения основных строительных блоков всех живых существ, никакая машина не может их распутать.

Исследователи изобразили случайный двумерный массив Т-клеток в растворе и оцифровали изображение, создав на нем пиксели, сделав пустые места «нулями», а пиксели Т-клеток «единицами».

Изображение предоставлено:Дженнифер Макканн / Penn State

Все типы живых клеток могут храниться в течение длительного периода времени, и, поскольку они движутся равномерно, их можно многократно отображать для формирования новых ключей шифрования. Двумерные ключи, полученные в ходе этого исследования, обладают максимальной энтропией, и их чрезвычайно трудно расшифровать с помощью любой атаки грубой силы.

До сих пор команда использовала 2000 Т-клеток на каждый ключ шифрования, что делает невозможным взлом системы, даже если злоумышленник имеет глубокие знания о механизме генерации ключей, включая скорость генерации ключа, пример выборки ключа, тип ячейки и т. Д. и плотность клеток.

Читайте:микроскопия сверхвысокого разрешения позволяет увидеть клетки как в пространстве, так и во времени

Нам нужно что-то безопасное, и на данный момент эта система безопасности с шифрованием ячеек может обеспечить безопасность наших данных в любое время и в любом месте.