Ein Team griechischer Wissenschaftler hat ein optisches Verschlüsselungssystem entwickelt, das herkömmliche Hacking-Methoden möglicherweise überflüssig macht. In einer von Optica veröffentlichten Forschungsarbeit enthüllten die Forscher hinter dem System, dass es künstliche Intelligenz (KI) und lasererzeugte Hologramme kombiniert, um einen hochrangigen Datenschutz zu bieten, der praktisch unmöglich zu knacken sein könnte. Im Gegensatz zu herkömmlichen Verschlüsselungsmethoden, die auf mathematischen Algorithmen beruhen, verwendet dieser optische Ansatz die physikalischen Eigenschaften von Licht, was ihn resistent gegen Angriffe selbst von den fortschrittlichsten Computern macht, einschließlich quantenmechanischer Maschinen.

Wie funktioniert es: Licht zur Sicherheit verzerren
„Von schnell wachsenden digitalen Währungen bis hin zu Regierungsführung, Gesundheitswesen, Kommunikation und sozialen Netzwerken nimmt der Bedarf an robusten Schutzsystemen zur Bekämpfung von digitalem Betrug weiter zu“, sagte der Leiter des Forschungsteams, Stelios Tzortzakis, vom Institut für Elektronenstruktur und Laser der Stiftung für Forschung und Technologie Hellas und der Universität von Kreta. Zu diesem Zweck basiert das optische Verschlüsselungssystem des Teams auf dem chaotischen Muster, das entsteht, wenn ein Hochleistungslaser mit einem kleinen Behälter Ethanol interagiert, aufgrund von verwirrten Lichtstrahlen. Dieser Prozess, verstärkt durch thermale Turbulenzen in der Flüssigkeit, gewährleistet, dass die ursprünglichen Informationen jenseits der Erkennung verborgen sind und macht sie nahezu unmöglich zu entschlüsseln mit herkömmlichen Methoden.

Für eine Möglichkeit, die verschlüsselten Daten abzurufen, wandten sich die Forscher an Künstliche Intelligenz. Durch das Training eines neuronalen Netzwerks zur Erkennung und Entschlüsselung der verwirrten Hologramme erreichten sie eine Genauigkeit von 90-95% bei der Wiederherstellung der originalen Bilder. „Wir kamen auf die Idee, neuronale Netzwerke zu trainieren, um die unglaublich feinen Details der verwirrten Lichtmuster zu erkennen“, fuhr Tzortzakis fort. „Indem wir Milliarden von komplexen Verbindungen oder Synapsen innerhalb der neuronalen Netzwerke erstellten, konnten wir die ursprünglichen Lichtstrahlformen rekonstruieren. Dies bedeutete, dass wir einen Weg hatten, den Entschlüsselungsschlüssel zu erstellen, der spezifisch für jede Verschlüsselungssystemkonfiguration war.“

„Die von uns entwickelte Methode ist selbst in harten und unvorhersehbaren Bedingungen äußerst zuverlässig und bewältigt realen Herausforderungen wie widrige Wetterbedingungen, die oft die Leistung von optischen Freiflächensystemen einschränken.“ Schließlich sagte er, dass „unser neues System ein außergewöhnliches Verschlüsselungsniveau erreicht, indem es ein neuronales Netzwerk zur Erzeugung des Entschlüsselungsschlüssels verwendet, der nur vom Besitzer des Verschlüsselungssystems erstellt werden kann.“

Das Team hat das System getestet, indem es Tausende von Bildern codiert und decodiert hat, darunter Tiere, Werkzeuge, Alltagsgegenstände und handgeschriebene Zahlen. Die Technologie ist jedoch noch nicht bereit für die Kommerzialisierung, da das derzeit verwendete Laser-System im Verschlüsselungsprozess sperrig und teuer ist, was seine Praktikabilität und Preiserschwinglichkeit einschränkt.