内盖夫本古里安大学提出时空光脉冲隐写方案以提升光通信安全

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内盖夫本古里安大学研究人员提出一种面向光通信的安全方法,核心思路是将信息隐藏在光的物理结构中,使未授权方即便截获信号也难以识别或解码。研究团队指出,量子计算能力的提升可能削弱多种现有加密方式,而该方案不同于依赖复杂数学算法的传统路径,尝试在信号传输阶段直接引入保护机制。

该研究由内盖夫本古里安大学电气与计算机工程学院的 Judith Kupferman 博士与 Shlomi Arnon 教授牵头,成果发表于《光学与量子电子学》杂志。

研究人员提出使用一种特殊形状的光脉冲进行通信,这类光脉冲被称为“时空光涡旋”。团队称,这些光束经过设计后,其关键特征在标准测量手段下不易被观察到。

在该设定下,试图截获传输的第三方看到的信号呈现为均匀形态,缺乏可直接识别的信息特征。研究人员表示,只有与发送端精确同步并事先共享指令的接收方,才能对信号进行重构并恢复消息内容。

除将信息嵌入光的结构外,方案还引入算法协调机制:发送方与接收方预先约定真实数据在多组诱饵信号中的位置,以此增加额外的安全层。

研究团队在计算机模拟中评估了该方法的表现。结果显示,信息可实现可靠传输,且不会通过光束尺寸或强度变化暴露信息;系统同时表现出一定抗噪能力,并可使用多种信号模式,从而提升安全性与数据容量。

作者强调,目前工作仍为理论与仿真框架,尚未形成可实际部署的通信系统。后续研究将需要在更接近真实环境的条件下进行测试,包括评估大气干扰等因素对方案表现的影响。


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