Ingrid Fadelli , Phys.org

Lisa Lock tərəfindən redaktə edilmişdir , Andrew Zinin tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriSistem necə işləyir: Göndərən Alice proqramlaşdırıla bilən metasəthə müntəzəm simsiz siqnal ötürür. Xaos nəzəriyyəsindən istifadə edən çip (sahədə proqramlaşdırıla bilən qapı massivi, FPGA) tərəfindən idarə olunan metasəth hər mesaj üçün unikal model yaradır. O, siqnalı bütün digər istiqamətlərdə hərəkət etdirərkən, onu nəzərdə tutulan qəbuledici Bob-a aydın şəkildə yönəldir. Nəticədə yalnız Bob mesajı deşifrə edə bilər, digərləri isə Eve1, Eve2 və Eve3 yalnız səs-küy alır. Bu, açarlara, parollara və ya şifrələmə proqramına ehtiyac duymadan rabitəni təmin edir. Kredit: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-60725-1

İnternetə qoşula bilən cihazlardan istifadə edən çox sayda insanla simsiz rabitənin etibarlı şəkildə qorunması və mübadilə etdikləri məlumatların qorunması getdikcə daha çox əhəmiyyət kəsb edir. Kompüter alimləri son onilliklər ərzində getdikcə daha təkmil təhlükəsizlik tədbirləri hazırlasalar da, ən təsirli üsullar mürəkkəb alqoritmlərə və çox enerji sərf edə bilən intensiv hesablamalara əsaslanır.

Pekin Universiteti, Cənub-Şərq Universiteti, Sannio Universiteti və digər institutların tədqiqatçıları bu yaxınlarda xaotik nümunələrlə modulyasiya edilən xassələri olan yenidən konfiqurasiya edilə bilən metasətəyə əsaslanan, həm effektiv, həm də enerjiyə qənaət edən rabitənin təmin edilməsi üçün yeni bir yanaşma təqdim etdilər.

Nature Communications -da dərc olunan məqalədə qeyd olunan bu yanaşma layihəyə nəzarət edən böyük müəlliflər Vincenzo Galdi, Lianlin Li və Tie Jun Cui tərəfindən hazırlanmış ideyaya əsaslanır. Daha sonra ideya Pekin Universitetində və Cənub-Şərqi Universitetində kiçik müəlliflər JiaWen Xu Menglin Wei və Lei Zhang tərəfindən həyata keçirildi.

“İdeya sadə, lakin aktual bir sualdan irəli gəlir: ənənəvi şifrələmə açarlarına etibar etmədən simsiz rabitəni təhlükəsiz edə bilərikmi?” Bu barədə Tech Xplore-a məqalənin baş müəllifi Lianlin Li bildirib. “Mövcud sistemlərin əksəriyyəti göndərici və qəbulediciyə məxfi açarları paylaşmağa ehtiyac duyur, onlar təhlükəsiz şəkildə yaradılmalı, paylanmalı, saxlanmalı və müntəzəm olaraq yenilənməlidir. Bu proses mürəkkəbdir və xüsusilə sürətlə dəyişən və ya geniş miqyaslı şəbəkələrdə zəifliklər yarada bilər.”

Son araşdırmalarının bir hissəsi olaraq, Li və həmkarları təhlükəsizlik texnikalarını sıfırdan yenidən düşünməyə çalışdılar. Mesajları yaradıldıqdan sonra qorumaq əvəzinə, onlar siqnalı nəzərdə tutulan alıcıdan başqa heç kəs üçün oxunmaz hala gətirəcək bir yanaşma hazırlamağa çalışdılar.

“Bizim üçün eyni dərəcədə vacib olan geriyə uyğunluğu təmin etmək idi” dedi Li. “Biz ötürücü, qəbuledici və ya rabitə protokolunu dəyişdirmədən mövcud simsiz sistemlərə inteqrasiya oluna bilən bir həll istədik . Bu, bizi metasəth adlanan xüsusi materialdan istifadə edərək fiziki səviyyəli təhlükəsizliyi araşdırmağa və onu mürəkkəb və gözlənilməz davranış yaratmaqda əla olan xaos nəzəriyyəsi ilə birləşdirməyə vadar etdi .

“Əslində xaos təhlükəsiz rabitədə geniş şəkildə istifadə olunur , lakin həmişə göndərici və qəbuledicinin şifrələmə açarları kimi fəaliyyət göstərən parametrləri (xaotik sistemin ilkin vəziyyəti kimi) paylaşması lazım olduğu sistemlərdə istifadə olunur.”

Əvvəllər təqdim edilmiş xaos əsaslı sistemlərin əksəriyyəti hələ də paylaşılan parametrlərdən və şifrələmə açarlarından asılıdır. Li və həmkarları bu asılılığı tamamilə aradan qaldırmağa və təhlükəsiz və açarsız rabitə sistemi yaratmağa çalışdılar.

“Təsəvvür edin ki, nəyisə pıçıldayırsınız ki, o, yalnız müəyyən bir nöqtədən aydın eşidilsin. Başqa hər yerdə o, sadəcə olaraq statik kimi səslənir”, – Li izah etdi. “Sistemimizin etdiyi əslində budur.”

Tədqiqatçılar tərəfindən yaradılan yeni sistem metasəth kimi tanınan nazik və diqqətlə hazırlanmış səthə əsaslanır. Bu səth əsasən kiçik bir çip vasitəsilə idarə oluna bilən radio siqnalları üçün proqramlaşdırıla bilən güzgü rolunu oynayır .

“Kiçik bir çip xaosa əsaslanan məntiqdən istifadə edərək bu səthi idarə edir və hər dəfə siqnal göndərildikdə unikal nümunə yaradır” dedi Galdi. “Əslində, səthin bir hissəsi siqnalı bir istiqamətə, nəzərdə tutulan qəbulediciyə doğru göndərir. Qalan hissəsi isə onu hər tərəfdən səs-küy kimi səsləyərək, onu qarışdırır. Gözəlliyi ondadır ki, orada ötürücü, qəbuledici və ya rabitə protokolunu dəyişdirməyə ehtiyac yoxdur və burada heç bir parol və ya açar yoxdur. Qəbuledici sadəcə düzgün spatial vəziyyətdə olmalıdır.”

Metasurface tərəfindən yaradılan nümunələr xaos tərəfindən idarə olunduğundan, mesajların qarışdırılması çox gözlənilməzdir. Beləliklə, komandanın sistemi hesablama modellərindən istifadə edərək təsadüfi imitasiya edən adi psevdor-təsadüfi ədəd generatorlarından daha böyük qoruma təmin edə bilər.

“Yalançı təsadüfi sistemlər, onların alqoritminin və ya çıxışının bir hissəsi ifşa olunarsa, proqnozlaşdırıla bilər” dedi Galdi. “Digər tərəfdən xaos real dünya fizikasına söykənir və bu, tərs mühəndislik və ya müdaxiləni xeyli çətinləşdirir.”

Bu son araşdırmanın ən diqqətəlayiq nailiyyəti ondan ibarətdir ki, o, paylaşılan açarlar olmadan kommunikasiyaların təhlükəsizliyinin əslində mümkün olduğunu nümayiş etdirir. Əvvəllər təklif edilən xaosa əsaslanan təhlükəsizlik texnikaları parametrləri bölüşmək üçün göndərici və qəbuledicini tələb etsə də, komandanın yeni təqdim etdiyi sistem bu ehtiyacı tamamilə aradan qaldırır.

“Biz ümumi simsiz tezliklərdən və hazır komponentlərdən istifadə edərək sistemimizin işləyən prototipini qurduq və sınaqdan keçirdik” dedi Tie Jun Cui. “Yalnız metasathi əlavə etməklə və həm ötürücünü, həm də qəbuledicini dəyişmədən buraxmaqla, biz nümayiş etdirdik ki, düzgün yerdə olan qəbuledici mesajı çox aşağı xəta nisbəti ilə deşifrə edə bilir, halbuki bütün digər qəbuledicilər (hətta bir neçə dərəcə aşağı olanlar) əsasən səs-küyə malikdirlər.”

Qeyd edək ki, Li və onun həmkarları tərəfindən hazırlanmış yeni sistem hazırda simsiz rabitəni dəstəkləyən aparat və protokollarla da uyğun gəlir. Bu o deməkdir ki, o, daha az enerji sərf etməklə təhlükəsizliyi gücləndirmək üçün real dünya parametrlərində asanlıqla tətbiq oluna bilər.

Metasurface əsaslı sistem adi şifrələmənin ya çox hesablama tələb edən, çox yavaş və ya çox riskli olduğu ssenarilərdə xüsusilə faydalı ola bilər. Məsələn, ağıllı sensorlar, dronlar və ya müxtəlif geyilə bilən cihazlar tərəfindən göndərilən məlumatların təhlükəsizliyini təmin etmək perspektivli ola bilər.

“Biz indi diqqətimizi metasəth aparatının ölçüsünü azaltmağa və sistemin 6G rabitəsində istifadə olunacaq millimetr dalğaları kimi daha yüksək tezliklərdə necə davrandığını öyrənməyə yönəldirik” dedi Cui. “Digər əsas məqsəd, sistemin real vaxt rejimində uyğunlaşmasını təmin etməkdir ki, beləliklə, ötürücü və qəbuledici hərəkət edərkən belə təhlükəsiz işləməyə davam edə bilsin. Bu, texnologiyanı pilotsuz uçuş aparatları, nəqliyyat vasitələri və ya geyilə bilən cihazlar kimi dinamik və mobil ssenarilər üçün daha uyğun edəcək.”

Li və onun həmkarları üçün uzunmüddətli məqsəd, mahiyyət etibarilə təhlükəsiz olan cihazların dizaynına və inkişafına yanaşma tətbiq etmək olardı. Bu cür cihazlar hesablama tələb edən alqoritmlərə ehtiyac olmadan həssas məlumatları daha effektiv qoruyaraq simsiz rabitəni əhəmiyyətli dərəcədə inkişaf etdirə bilər.

“Parollara, şifrələmə açarlarına və ya mürəkkəb proqram protokollarına etibar etmək əvəzinə, təhlükəsizlik birbaşa siqnalın fiziki davranışına daxil ediləcək” dedi Cui. “Bu dəyişiklik simsiz rabitədə məlumatların qorunması ilə bağlı düşüncəmizi əsaslı şəkildə dəyişdirə bilər .”

Müəllifimiz İnqrid Fadelli tərəfindən sizin üçün yazılmış , Liza Lok tərəfindən redaktə edilmiş və Endryu Zinin tərəfindən yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmiş bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Bu hesabat sizin üçün əhəmiyyət kəsb edirsə, lütfən, ianə (xüsusilə aylıq) nəzərdən keçirin. Siz təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .

Daha çox məlumat: Jia Wen Xu et al, Birbaşa fiziki səviyyəli təhlükəsiz rabitə üçün xaotik məlumat metasəthi, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-60725-1

Jurnal məlumatı: Nature Communications 

© 2025 Science X Network