دستاورد جدید چین: انتقال داده رمزنگاری‌شده با سرعت یک ترابیت‌برثانیه با فیبر نوری 1200 کیلومتری

پژوهشگران دانشگاه «جیائو تونگ شانگهای» موفق به ثبت رکوردی تازه در حوزه ارتباطات نوری شده‌اند؛ انتقال یک ترابیت داده رمزنگاری‌شده در هر ثانیه از طریق 1200 کیلومتر فیبر نوری استاندارد. نکته قابل توجه دیگر اینکه این انتقال به‌صورتی انجام شده که داده‌ها برای عوامل خارجی قابل شنود نبوده‌اند.

طبق گزارش‌های منتشر شده، راز این موفقیت در لایه‌ای نرم‌افزاری به‌نام «رمزنگاری و ارتباط یکپارچه» (IEAC) نهفته است؛ فناوری‌ که رمز را در دل فیزیک نور پنهان می‌کند.

شبکه‌های امروزی نیز می‌توانند صدها گیگابیت داده را در ثانیه انتقال بدهند، اما برای رمزنگاری به لایه‌های پیشرفته‌تری مانند IPsec یا TLS وابسته هستند که در برابر حملات فیزیکی به کابل فیبر نوری عملاً بی‌دفاع‌اند. راهکارهای فیزیکی مثل توزیع کلید کوانتومی (QKD) نیز وجود دارند، اما یا سرعت شبکه را کاهش می‌دهند یا به سخت‌افزارهای خاص و گران‌قیمت نیاز دارند.

در مقابل، فناوری IEAC نخستین معماری است که امکان دستیابی هم‌زمان به سرعت بالا و امنیت فیزیکی را فراهم می‌کند. این فناوری اجازه می‌دهد فرمت مدولاسیون (یا به‌عبارتی الفبای پالس‌های نوری) هم‌زمان نقش رمز را هم بازی کند.

در این فناوری، الگوهای مدولاسیون نور به‌شکل تصادفی و رمزنگاری‌شده توسط الگوریتم هوش مصنوعی تولید می‌شود. این الگوها فقط برای فرستنده و گیرندهٔ مجاز قابل تشخیص هستند و هر گونه شنود خارجی تنها سیگنال‌هایی بی‌معنا و پر از نویز دریافت خواهد کرد.

پیشرفت بزرگ در حوزه ارتباطات نوری

محققان چینی برای دستیابی به رکورد خود از 26 طول موج مختلف در باند C استفاده کرده‌اند که مجموعاً 3.9 تراهرتز پهنای باند ایجاد می‌کند. هر کانال سیگنال‌هایی با قطبش دوگانه که با کمک هوش مصنوعی شکل گرفته بودند را حمل می‌کرد که از میان فیبری 1200 کیلومتری با نویزها و اختلالات معمول عبور داده شد.

در انتها، نرخ خطای بیت کمتر از 2 ضربدر 10 به‌توان منفی 2 به‌دست آمد؛ یعنی در محدوده‌ای قرار داشت که توسط سیستم‌های خطایابی استاندارد تجاری قابل تصحیح باشد.

ترافیک مراکز داده جهانی هر دو تا سه سال دو برابر می‌شود، به‌ویژه به‌دلیل آموزش مدل‌های هوش مصنوعی و پردازش‌های تحلیلی ابری. در چنین شرایطی، اپراتورها برای اطلاعات حساسی چون پرونده‌های پزشکی، معاملات مالی یا مدل‌های اختصاصی هوش مصنوعی، به ظرفیت خام بالا و محرمانگی نیاز دارند.

خبر خوب اینکه IEAC روی زیرساخت‌های فعلی قابل پیاده‌سازی است و نیازی به تجهیزات کوانتومی ندارد. در واقع تنها از طریق یک به‌روزرسانی می‌توان به آن دسترسی پیدا کرد. پروفسور «لیلین یی»، سرپرست این پروژه، فناوری توسعه‌یافته را «پلی میان امنیت آینده و ظرفیت ارتباطی امروز» توصیف کرده است.