新芯片將挫敗5G無(wú)線(xiàn)傳輸竊聽(tīng)者

  ICC訊 據最新一期《自然·電子學(xué)》雜志發(fā)表的論文，美國研究人員開(kāi)發(fā)出一種新的毫米波無(wú)線(xiàn)微芯片，該芯片實(shí)現了一種可防止攔截的安全無(wú)線(xiàn)傳輸方式，同時(shí)又不會(huì )降低5G網(wǎng)絡(luò )的效率和速度。該技術(shù)將使竊聽(tīng)5G等高頻無(wú)線(xiàn)傳輸變得非常具有挑戰性。

新研究示意圖。圖片來(lái)源：Ella Maru Studio/普林斯頓大學(xué)

  現有通信加密方法可能難以擴展到5G等高速和超低延遲系統。這是因為加密的本質(zhì)要求發(fā)送方和接收方之間交換信息以加密和解密消息。這種交換使鏈接容易受到攻擊，它還需要增加延遲的計算。對于自動(dòng)駕駛汽車(chē)、機器人和其他網(wǎng)絡(luò )物理系統而言，最大限度地縮短行動(dòng)時(shí)間至關(guān)重要。

  為了彌補這一安全差距，普林斯頓大學(xué)研究人員開(kāi)發(fā)了一種方法，將安全性納入信號的物理性質(zhì)。該方法不依賴(lài)于加密，而是通過(guò)使竊聽(tīng)者所在位置的信號看起來(lái)幾乎像噪音來(lái)挫敗其企圖。研究人員通過(guò)隨機分割消息并將消息的不同部分分配給陣列中的天線(xiàn)子集來(lái)做到這一點(diǎn)。研究人員能夠協(xié)調傳輸，以便只有在預期方向上的接收器才能以正確的順序組合信號。在其他任何地方，分割后的信號都以類(lèi)似噪聲的方式到達。

  研究人員稱(chēng)，原則上，這就是傳輸安全背后的秘密武器——通過(guò)對這些高頻電磁場(chǎng)進(jìn)行精確的空間和時(shí)間調制來(lái)實(shí)現。如果竊聽(tīng)者試圖通過(guò)干擾主傳輸來(lái)截取消息，則會(huì )導致傳輸出現問(wèn)題并被預期用戶(hù)檢測到。盡管理論上，有可能多個(gè)竊聽(tīng)者一起工作來(lái)收集類(lèi)似噪聲的信號并嘗試將它們重新組合成相干傳輸，但這樣做所需的接收器數量將“非常大”。

  萊斯大學(xué)教授愛(ài)德華·奈特利表示，該項工作第一次通過(guò)實(shí)驗展示了如何利用從多個(gè)同步觀(guān)察點(diǎn)收集的機器學(xué)習數據來(lái)戰勝一個(gè)復雜的對手，是確保未來(lái)網(wǎng)絡(luò )安全的“一個(gè)重要里程碑”。

  總編輯圈點(diǎn)

  網(wǎng)絡(luò )時(shí)代的信息傳輸給人們帶來(lái)了方便與快捷，同時(shí)也催生了對信息安全的需求。為了實(shí)現信息傳輸的安全，信息通信領(lǐng)域的科研人員和工程師們可謂各顯神通，比如使用各種各樣的方式給信息加密，提升信息竊取的難度；再比如利用量子通信，使信息竊取者無(wú)處遁形。最新研究則通過(guò)對高頻電磁場(chǎng)進(jìn)行精確的空間和時(shí)間調制來(lái)保障信息傳輸安全，為5G時(shí)代的信息安全提供了新的選擇。