Linköping Üniversitesi’nde geliştirilen şifrelemeye yönelik yeni tip rastgele sayı üretecinin yardımıyla dijital bilgi alışverişi daha güvenli, daha ucuz ve daha çevre dostu olabilir.
Kuantum rastgele sayı üretecinin deneysel kurulumu. Cam plakanın üzerindeki sarı kareler perovskit LED’lerdir. Fotoğraf Magnus Johansson’a ait.
Araştırmanın arkasındaki araştırmacılar, yeni teknolojinin yeni bir tür kuantum iletişiminin önünü açtığına inanıyor.
Verilerin korunması şifrelemeyle kolaylaştırıldı
Bilgileri korumanın en yaygın yolu şifrelemedir. Dolayısıyla e-posta gönderdiğimizde, fatura ödediğimizde ve çevrimiçi alışveriş yaptığımızda bilgiler dijital olarak şifrelenir.
Bilgileri şifrelemek için, bir bilgisayar programı veya donanımın kendisi olabilen bir rastgele sayı üreteci kullanılır. Rastgele sayı üreteci, alıcı uçta bilgiyi hem şifrelemek hem de kilidini açmak için kullanılan anahtarlar sağlar.
Farklı türdeki rastgele sayı üreteçleri, farklı düzeyde rastgelelik ve dolayısıyla güvenlik sağlar. Rastgelelik fiziksel süreçler tarafından kontrol edildiğinden donanım çok daha güvenli bir seçenektir. Ve en iyi rastgeleliği sağlayan donanım yöntemi, araştırmacıların Kuantum Rastgele Sayı Üreteci (QRNG) adını verdiği kuantum fenomenine dayanmaktadır.
“Kriptolojide sayıların rastgele olması önemli değil, aynı zamanda onları bilen tek kişinin siz olması da önemli. QRNG’ler ile üretilen bitlerin büyük bir kısmının özel ve dolayısıyla tamamen güvenli olduğunu sertifikalandırabiliyoruz. Linköping Üniversitesi Elektrik Mühendisliği Bölümü’nden araştırmacı Guilherme B Xavier, eğer kuantum fiziği yasaları doğruysa, alıcının haberi olmadan gizlice dinlemek imkansız olmalı” diyor.
Araştırma grubu, Fizik, Kimya ve Biyoloji Bölümü’ndeki (IFM) araştırmacılarla birlikte, şifrelemenin yanı sıra bahis ve bilgisayar simülasyonları için de kullanılabilecek yeni bir QRNG türü geliştirdi. Linköping araştırmacılarının QRNG’sinin yeni özelliği, kristal benzeri malzeme perovskitten yapılmış ışık yayan diyotların kullanılmasıdır.
Rastgele sayı üreteçleri en iyi üretilenler arasındadır ve benzer ürünlerle iyi bir şekilde karşılaştırılır. Perovskitlerin özellikleri sayesinde daha ucuz ve daha çevre dostu olma potansiyeli bulunmaktadır.
Optik aletler yeni bir döneme giriyor
Feng Gao, IFM’de profesördür ve on yılı aşkın süredir perovskitleri araştırmaktadır. Perovskit ışık yayan diyotların (PeLED’ler) son zamanlarda geliştirilmesinin, örneğin optik cihazlarda devrim yaratma fırsatı olduğu anlamına geldiğine inanıyor.
“Örneğin QRNG için geleneksel bir lazer kullanmak mümkün, ancak pahalı. Eğer teknoloji sonunda tüketici elektroniğine de girecekse, maliyetin düşük tutulması ve üretimin mümkün olduğu kadar çevre dostu olması önemlidir. Ayrıca PeLED’lerin çalışması çok fazla enerji gerektirmiyor” diyor Feng Gao.
Bir sonraki adım, perovskitin kurşunsuz hale getirilmesi ve şu anda 22 gün olan ömrünün uzatılması için malzemeyi daha da geliştirmektir. Guilherme B Xavier’e göre yeni QRNG’leri beş yıl içinde siber güvenlikte kullanıma hazır hale gelebilir.
“Hassas veriler için kullanılacak elektronik bileşenlerin İsveç’te üretilmesi bir avantaj. Başka bir ülkeden eksiksiz bir rastgelelik üreteci kiti satın alırsanız, bunun izlenmediğinden emin olamazsınız.”