שיטה חדשנית להצפנת תקשורת אופטית

מאת: חיים חביב

20.02.13, 20:10

 

אוניברסיטת בן-גוריון הכריזה על גילוי שיטה חדשה להצפנת תקשורת אופטית באמצעות שידור חמקני של המידע. מדובר במחקר לו שותפים ראש המחלקה להנדסת חשמל ומחשבים באוניברסיטת בן-גוריון בנגב, פרופ' דן שדות, פרופ' זאב זלבסקי, מאוניברסיטת בר אילן, וסטודנט המחקר המשותף שלהם לתואר שלישי, תומר ימיני. תוצאות המחקר נמצאות כעת בהליכי רישום פטנט.

ההתפתחות המהירה של רשתות תקשורת אופטית ותעבורת הנתונים העצומה העוברת בהן מצריכים פתרונות אבטחה הולמות למניעת יכולות ציתות וחסימה. שיטת ההצפנה החדשנית מאפשרת שידור חמקני של האות האופטי, הנושא את המידע מתחת לסף הרעש באמצעות פריסתו בצירי הזמן והתדר על ידי דגימה וקידודי פאזה הידועים לתחנת השידור ולתחנת הקליטה. לאחר ביצוע ההצפנה, לא יעלה בידי משתמש לא מורשה לצותת לשידור, והוא יקלוט רק את רעש הרקע שאינו נושא מידע. כך, מצותת פוטנציאלי לא יוכל להבחין בשידור המידע ומושג אפקט של חמקנות.

החוקרים מציינים, כי "זה מקביל להרבה צלילים חלשים של סימפוניה אהובה המפוזרים לאורך הקלטה של רעש רקע לפי קוד מסוים. מאזין מורשה היודע את קוד הפיזור יכול לחבר את הצלילים המפוזרים כך שיהיו חזקים יותר מרעש הרקע וליהנות מהסימפוניה. יש לציין, שסימולציות מחשב מראות כי תחת תכנון נכון ניתן לקבל מפתחות קוד שפריצתם אורכת כ- 10²⁴ שנים עבור משתמש לא מורשה, דבר המעיד על חוזק הצפנה משמעותי. שיטת הצפנה זו יכולה גם להיות יעילה בשיפור חסינות השידור כנגד חסימות תקשורת".

לשיטה המוצעת יתרונות על פני שיטות קיימות כיום בהן לא מבוצעת פריסה של האות בציר התדר. בשיטות אלו מניחים, שהאות משודר בתחום תדר בו משדר משתמש נוסף. לכן, ההצפנה תלויה בשידור של המשתמש הנוסף וכן ישנה הפרעה הדדית בין השידור המוצפן למשתמש שבתחום התדר שלו מתבצע השידור.

החוקרים טוענים, כי "בהמשך לאנלוגיה לעולם הצלילים, השיטות הקיימות כיום דומות למצב בו אנו מדברים באותו טון בו מדבר מישהו שעוצמת הקול שלו חזקה. אות הדיבור שלנו יוסתר כתלות בעוצמת הקול של השיחה השנייה וכן אות הקול החלש והחזק יפריעו אחד לשני. נקודה חשובה נוספת היא שבשיטות ההצפנה הסטנדרטיות הקיימות כיום מצותת יכול לגלות את הקוד באמצעותו מתבצעת ההצפנה ע"י שיתוף פעולה עם עובד בתחנת השידור המבצע באופן חד פעמי שידור הידוע מראש למצותת. באמצעות שימוש בשיטה החדשנית המוצעת בעיה זו אינה קיימת".

פרופ' זאב זלבסקי עומד בראש המסלול להנדסת אלקטרואופטיקה בפקולטה להנדסה באונ' בר אילן וכן מנהל מחקרים בננו פוטוניקה במכון לננו טכנולוגיה וחומרים מתקדמים באוניברסיטה.
 

תמונה: פרופ' דן שדות, ראש המחלקה להנדסת חשמל ומחשבים באוניברסיטת בן-גוריון בנגב

צילם: דני מכליס, אוניברסיטת בן-גוריון