Ученые Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» создали устройство для генерации ключей безопасности при передаче данных. В отличие от большинства программных реализаций предложенная система использует новые физические принципы, которые позволяют сделать зашифрованную информацию неуязвимой для злоумышленников. Устройство компактное, работает в СВЧ-диапазоне и на принципах радиофотоники, т.е. его можно интегрировать с системами связи.
Генератор представляет собой оптическую пару – квантово-каскадный лазер и детектор. Лазер работает в особом режиме случайной генерации: он создает оптический импульс, который «бежит» по оптоволокну и поступает на детектор. Конструкция устройства такова, что каждый новый импульс обладает разной (случайной) интенсивностью. Импульсы с относительно высокой интенсивностью соответствуют «0», а с относительно высокой – «1». Таким образом, ключ – бинарная последовательность, которой соответствуют характеристики лазерного импульса разной интенсивности.
«В комплексном проекте по разработке новых устройств радиофотоники участвуют различные предприятия и организации. В этом году в рамках совместной работы был разработан уникальный генератор случайных битовых последовательностей», – расссказал руководитель стратегического проекта «Наногетероструктурная электроника, фотоника и радиофотоника», проректор по научной и инновационной деятельности, заведующий кафедрой ФЭТ СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Александр Семенов.
По результатам исследования выяснилось, что данные последовательности являются случайными, поэтому их можно использовать в качестве ключей шифрования. Случайность последовательностей была доказана тестами, специально разработанными национальным институтом стандартов США (National Institute of Standards and Technology - NIST).
«На основании проведенных тестов мы можем сказать, что созданное устройство является действующим прототипом генератора случайных последовательностей, которые могут применяться в качестве ключей шифрования для обеспечения защищенной передачи данных в передовых системах высокоскоростной связи. Кроме того, производство таких генераторов может быть освоено в короткие сроки, поскольку применяемые для этой разработки технологии интегральной фотоники доступны отечественной промышленности», – отмечает руководитель лаборатории магноники и радиофотоники, профессор кафедры ФЭТ СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Алексей Устинов.
Измерение и анализ генерируемых последовательностей проводились совместно в лаборатории магноники и радиофотоники СПбГЭТУ «ЛЭТИ» и лаборатории интегральной оптики на гетероструктурах ФТИ им. А.Ф. Иоффе. Результаты исследования опубликованы в научном журнале «Письма в журнал технической физики». Проект реализуется учеными ЛЭТИ в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет 2030» (национальный проект «Наука и университеты»).