EO

Data onderscheppen uit het licht in een glasvezel

27 februari 2020 om 14:19 uur

Om te bereiken dat ‘Bob’ het licht precies op afgesproken plek binnenkrijgt, wordt het licht aan de kant van ‘Alice’ geprogrammeerd. ‘Eve’ die via een spiegeltje in de fiber kijkt, ziet een spikkelpatroon waar ze niets aan heeft.

Kunnen hackers het licht uit glasvezelkabels vangen en zo vertrouwelijke informatie onderscheppen of de verbinding overnemen? Niet als het aan onderzoekers van de Universiteit Twente ligt. Zij ontwikkelden een beveiliging die is gebaseerd op het kwantumkarakter van licht.


Ze publiceren erover in Optics Express, journal van The Optical Society.

 

Het merendeel van de glasvezelverbindingen, zeker op de lange afstand, is ‘single-mode': ze hebben één manier waarop het licht in de vezel beweegt. Zou je erin kijken, dan staat het licht aan of uit. Wel kunnen ze tegelijk veel kleuren licht transporteren: veel kanalen en grote hoeveelheden data via één glasvezel.

 

‘Multi-mode' glasvezels hebben een grotere diameter en transporteren verschillende golfvormen, voor nog grotere hoeveelheden data. Tot nu toe worden ze vooral voor kortere afstanden ingezet in bijvoorbeeld datacenters, maar zijn naar verwachting ook geschikt om de zendstations voor de 5G mobiele standaard te verbinden.

 

Single-mode vezels waren al te beveiligen door het kwantumkarakter van licht te benutten. De UT-onderzoekers hebben nu ook een beveiliging voor multi-mode vezels ontwikkeld. Zou je in een dwarsdoorsnede kijken van de vezel, aan de kant van de ontvanger, dan is de plaats waar het licht binnenkomt doorslaggevend. Samen met het gegeven dat een foton meer informatie kan bevatten dan een bit.

 

Licht programmeren

Door de verschillende golfvormen bestaat het licht in een multimode-vezel bij het bekijken van een dwarsdoorsnede uit een patroon van spikkels met verschillende intensiteit: het is ‘gescrambeld'. Daar voegen de UT-onderzoekers een bewerking aan toe die ‘wave front shaping' heet. De ontvanger kan vooraf een aantal ‘lichtpunten' op de glasvezel definiëren waarop de informatie bij hem of haar moet binnenkomen. De afzender gaat het licht dan zodanig programmeren dat het precies op de juiste plek belandt.

 

Spiegeltje en camera

Op die manier heeft de ontvanger zelfs al genoeg aan één foton op de juiste plaats. Zijn de afspraken eenmaal gemaakt, dan wordt het eigenlijke signaal op deze manier verstuurd. Onderweg het licht opvangen met een spiegeltje en een camera heeft geen zin: de hacker kan niets met het fotonenpatroon dat hij waarneemt op die plaats. Ook niet als hij of zij er vroeg bij is, aldus onderzoeksleider Pepijn Pinkse: "De fase dat zender en ontvanger afspraken maken, lijkt het kwetsbaarst. Maar ook dan blijft het onduidelijk hoe het licht wordt geprogrammeerd door de zender." Een zelf geconstrueerd signaal naar de ontvanger sturen heeft ook geen zin: die zal het niet herkennen.

 

Credit card

De UT-onderzoekers hebben hiermee een nieuwe multidimensionale variant ontwikkeld op de bekende quantum key distribution (QKD) die bijvoorbeeld ook in single-mode vezels wordt toegepast. ‘Wave front shaping' is een technologie die in de groep eerder is ontwikkeld om geprogrammeerd licht door een sterk verstrooiende stof heen te sturen, zoals witte verf. Hiermee is een onkraakbare creditcard nodig. De sterke verstrooiing in de verf heeft overeenkomsten met de scrambling van licht in een multimode vezel. De beveiligingsmethode is ook voorbereid op het doemscenario dat een kwantumcomputer straks in staat is alle beveiligingsmaatregelen te kraken.

 

Gerelateerd nieuws

Met een lab in de cloud kun je ontwikkelen vanuit huis

Met een lab in de cloud kun je ontwikkelen vanuit huis

De Californische startup Strateos werkt aan robotlaboratoria in - of liever gezegd: via - de cloud, zodat chemici en biologen vanuit huis nieuwe medicijnen kunnen ontwikkelen. Dit is niet alleen handig voor in tijden van…

Een sensor als een zeehond. Of een vis (video)

Een sensor als een zeehond. Of een vis. (video)

Onderzoeker Ajay Kottapalli maakt aan de RUG nieuwe sensoren van zachte polymeren. Zijn inspiratie haalt hij uit de natuur.

Robots in tijden van Corona

Hoe robots kunnen helpen in tijden van Corona

Zorgverleners ondersteunen, ruimtes desinfecteren, speeksel afnemen en longonderzoek… De afgelopen weken zijn er, vooral in China, heel wat robotische toepassingen uitontwikkeld die de strijd tegen Corona kunnen…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

B&R Industriële Automatisering BV *
B&R Industriële Automatisering BV *

Perfection in Automation

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Ringspann Benelux BV
Ringspann Benelux BV

Partner in aandrijf- en opspantechniek

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

1 april 2020, online: additiveworld.com

Additive World Conference

Industrieel 3D-printconferentie

9 april 2020, Vianen

Machineveiligheid in een dag

9 en 16 april 2020 (avond) 1 dag of 2 avonden 09.00-16.00 uur incl. lunch of 17.00-21.30 uur incl....

22 april 2020, Vianen

Masterclass Machineveiligheid XL

22, 23, 29, 30 april 2020

Meer agendapunten »