Учени предложиха използването на специална метаповърхност за напълно защитена безжична комуникация

Бързото развитие на безжичните технологии и широкото разпространение на свързването на устройствата с интернет увеличават необходимостта от надеждна защита на предаваните данни. Съвременните методи за криптиране, макар и ефективни са изчислително и енергийно интензивни. Това е особено важно за малки устройства с ограничени възможности, като сензори, безпилотни самолети и носима електроника.

Изследователски екипи от Пекинския университет, Югоизточния университет, Университета в Саннио и други институции предложиха радикално нов начин за защита на безжичните комуникации, който не се нуждае от пароли, ключове и сложни алгоритми.

Решението им се основава на използването на преконфигурируема метаповърхност, чиито свойства се променят с помощта на хаотични сигнали. Основната цел е да се премахне самата необходимост от обмен на секретни ключове, тъй като този процес е уязвим, особено при бързо променящи се мрежи или при широкомащабни разгръщания.

Метаповърхността насочва ясен сигнал само към една точка – към получателя. Във всички останали посоки сигналът се изкривява и се превръща в безсмислен шум. Не е необходимо да променяте предавателя, приемника или протокола за предаване. Получателят просто трябва да се намира в правилната точка, за да „чуе“ съобщението.

Особеността на метода е, че лежащият в основата му хаос осигурява висока степен на непредсказуемост. За разлика от псевдослучайните генератори, които могат да бъдат уязвими при частично разкриване на алгоритъма, физическият хаос е изключително труден за възпроизвеждане или предвиждане, особено при опит за прихващане на сигнала.

Екипът построи и тества работещ прототип, използвайки стандартни честоти и налични компоненти. Резултатите показаха, че приемник, поставен в правилната позиция получава съобщението с минимална грешка, докато устройства, които са дори малко встрани от центъра улавят само шум.

Новата система е съвместима със съществуващите стандарти за безжична комуникация и може да бъде внедрена в реални устройства без значителни разходи на енергия или преработка на хардуера.

Тя би могла да бъде особено полезна в ситуации, в които традиционните методи за криптиране са твърде тромави или бавни – например, в интернет на нещата, носими джаджи или безпилотни летателни апарати.

Следващият етап на изследванията има за цел да намали размера на хардуера и да работи с по-високи честоти, включително милиметрови вълни, които ще бъдат в основата на комуникациите от шесто поколение (6G). Учените имат за цел също така да адаптират системата към мобилни среди, така че тя да може да функционира ефективно дори когато предавателите и приемниците се движат – както в случая с безпилотните дронове, автомобилите или носимата електроника.

Дългосрочната цел на проекта е да се създадат устройства, които са изначално защитени на физическо ниво – не чрез пароли или софтуерни протоколи, а чрез самото естество на техния сигнал. Това може да доведе до фундаментални промени в областта на безжичната сигурност.