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2024-05-09 10:00

基于钙钛矿发光二极管的量子随机数生成提高了网络安全

Better cybersecurity with new material

在瑞典linköping大学开发的一种新型加密随机数生成器的帮助下,数字信息交换可以更安全、更便宜、更环保。这项研究背后的研究人员认为,这项新技术为新型量子通信铺平了道路。

在一个联系日益紧密的世界里,网络安全变得越来越重要,不仅要保护个人,而且要保护国家基础设施和银行系统等。黑客和那些试图保护信息的人之间正在进行一场竞赛。保护信息最常用的方法是加密。因此,当我们发送电子邮件、支付账单和网上购物时,这些信息都是数字加密的。

为了加密信息,使用随机数生成器,它可以是计算机程序,也可以是硬件本身。随机数生成器提供用于加密和解锁接收端的信息的密钥。

不同类型的随机数生成器提供不同级别的随机性和安全性。硬件是更安全的选择,因为随机性是由物理过程控制的。而提供最佳随机性的硬件方法是基于量子现象的——研究人员称之为量子随机数生成器(QRNG)。

“在密码学中,重要的不仅是数字是随机的,而且你是唯一知道它们的人。使用QRNG,我们可以证明大量生成的比特是私有的,因此是完全安全的。如果量子物理定律是正确的,那么在接收者不发现的情况下,窃听应该是不可能的,”linköping大学电子工程系的研究员Guilherme B Xavier说。

他的研究小组与物理、化学和生物学系(IFM)的研究人员一起开发了一种新型的QRNG,可用于加密,也可用于赌博和计算机模拟。l的新特性inköping研究人员的QRNG是使用由晶体状材料钙钛矿制成的发光二极管。这项研究发表在杂志上通信物理Better cybersecurity with new material

他们的随机数生成器是最好的产品之一,与同类产品相比也很好。由于钙钛矿的特性,它有可能更便宜,更环保。

高峰(Feng Gao)是IFM教授,从事钙钛矿研究已有十多年。他认为,最近钙钛矿发光二极管(PeLEDs)的发展意味着有机会彻底改变,例如光学仪器。

“例如,可以使用传统的QRNG激光器,但它很昂贵。如果这项技术最终要进入消费类电子产品,那么降低成本和尽可能环保的生产是很重要的。此外,ped不需要太多的能量来运行,”冯高说。

下一步是进一步开发材料,使钙钛矿无铅,并延长其使用寿命,目前为22天。据Guilherme B Xavier称,他们的新QRNG可以在五年内用于网络安全。

“如果用于敏感数据的电子元件是在瑞典制造的,这是一个优势。如果你从另一个国家购买了一个完整的随机生成器套件,你不能确定它没有被监控。”