ساخت روشی برای رمزگذاری اطلاعات با الهام گیری از آناتومی انسان

پژوهشگران در دانشگاه Lancaster انگلستان با توجه به روشی که در بدن انسان برای ارتباط دائمی بین شش ‌ها و قلب به کار گرفته شده است، نوآوری کرده اند که در آن یک الگوریتم بسیار پیشرفته و انعطاف پذیر ساخته شده است که با روش‌‌های معمولی رمزگشایی قابل شکستن نیست. امروزه می‌توان اطلاعات را با روش‌‌های بسیاری با استفاده از الگوریتم‌‌های متفاوت رمزگذاری کرد اما سوال همیشگی این است که این الگوریتم ‌ها تا چه حد قادر به حفظ امنیت اطلاعات رمزگذاری شده هستند.

برخی از الگوریتم ‌ها برای رمزگذاری اطلاعات از یک کلید استفاده می‌کنند که می‌توان با استفاده از همین کلید به رمزگشایی اطلاعات نیز پرداخت. الگوریتم ‌ها عموما از مجموعه‌‌ای از قوانین ساده برای تولید این کلیدها استفاده می‌کنند که البته به دلیل استفاده از همین قوانین تعداد آن ‌ها نیز محدود – البته بسیار بزرگ و محدود- است. نتیجه‌‌ی این محدودیت این است که با در اختیار داشتن یک رایانه‌‌ی به اندازه‌‌ی کافی قدرتمند و زمان کافی می‌توان همواره هر نوع رمزگذاری را در نهایت گشود.

پژوهشی که توسط دکتر Tomislav Stankovski هدایت می‌شد موفق شده است که روشی را برای رمزگذاری ابداع کند که قادر به رمزگذاری و ایجاد تعداد نامحدودی از کلیدها است، در نتیجه با استفاده از این الگوریتم می‌توان ارتباطات بسیار امنی را داشت. منبع الهام گیری این پژوهشگران برای ابداع چنین الگوریتیمی آناتومی بدن انسان بوده است.

در طبیعت سامانه‌‌های مختلف ارگانیسم‌‌های زنده در ارتباط و برهمکنش با یکدیگر قرار دارند و بین یکدیگر ماده و انرژی را تبادل می‌کنند. برهمکنش موجود بین این سامانه ‌ها ( برای مثال قلب و شش ها) می‌تواند توسط تابعی جفت شده (coupling function) توصیف شود.

به جای تکیه بر یک سامانه‌‌ی تکی برای رمز گذاری این پژوهشگران نیز تصمیم گرفتند از دو سامانه بهره ببرند که تابعی جفت شده نقش کلید بین آن ‌ها را بازی می‌کرد. اگرچه استفاده از چنین روشی بسیار دشوار است اما می‌توان با استفاده از این روش به ساخت کلید‌‌های بی نهایت زیادی پرداخت که این به معنی مشکلات زیاد نفوذگران و رمزگشایی غیر مجاز اطلاعات خواهد بود.

برای کسانی که بیشتر می‌خواهند بدانند در ادامه نحوه‌‌ی عملکرد این روش را توضیح می‌دهیم. در ابتدا سیگنال‌‌های داده به فرستنده می‌رسند و به عنوان پارامتری در تابع جفتی بین دو سامانه‌‌ی خودمختار قرار می‌گیرند که هر دو در فرستنده قرار گرفته اند. این دو سیگنال تولید شده سپس با استفاده از یک کانال عمومی فرستاده می‌شوند و پس از رسیدن به انتهای دیگر مسیر با گیرنده هماهنگ می‌شوند که این با استفاده از یک کلید محرمانه حاوی اطلاعات تابع جفتی امکان پذیر می‌شود. در نتیجه الگوریتم می‌تواند پارامترهای اصلی را استنتاج کرده و به بازگشایی رمز اطلاعات بپردازد.

به گفته‌‌ی دانشمندان این روش نسبت به وجود نویزها بسیار مقاوم است در نتیجه می‌توان اطلاعات را به صورت چند سیگنال همزمان فرستاد و ضمنا این روش از انعطاف زیادی برخوردار است که می‌توان آن را در کاربرهای مختلفی مورد استفاده قرار داد.

مقاله‌‌ای که این روش را به طور کامل توضیح داده است را می‌توانید در مجله‌‌ی Physical Review X بخوانید.