В МИФИ разработали новую систему кодирования и передачи данных

Оптико-цифровой метод, созданный в лаборатории фотоники и оптической обработки информации Института ЛаПлаз НИЯУ «МИФИ», по уровню безопасности сравним с квантовыми способами, но, в отличие от них, готов к широкому применению уже сейчас.

Система появилась на стыке электронных и фотонных технологий. Варианты оптической схемы и алгоритмов разработали и всесторонне исследовали Павел Черёмхин, Виталий Краснов, Анна Шифрина и другие сотрудники лаборатории под началом научного руководителя, заведующего кафедрой лазерной физики МИФИ Николая Евтихиева.

«Наша система использует принцип пространственной фильтрации, — ​объясняет Ростислав Стариков, заведующий лабораторией. — ​Входная информация представляется в виде изображения, то есть пространственного сигнала, и проходит пространственный фильтр, который меняет ее заданным образом — ​так, что теряется возможность считывания. В этом нечитаемом виде информация передается по обычному каналу связи адресату. Для того чтобы ее восстановить, адресату необходимо знать свойства фильтра, которые задаются математически, и произвести некоторые специфические вычисления».

Простейший вариант графического кодирования — ​всем известный QR-код, информация в виде совокупности темных и светлых точек. В новой системе МИФИ все технически сложнее. Экран освещается лазерным излучением. Свет, проходящий через экран, с помощью системы линз попадает на модулятор и превращается в совокупность бесформенных пятен. Их можно сфотографировать цифровой камерой и переслать фотографию адресату. У того на компьютере установлен ключ, который извлекает первоначальное сообщение.

По словам Ростислава Старикова, оптико-цифровые системы кодирования с 1990‑х разрабатывали в США и Европе. Но технически реализовать системы, пригодные для практики, стало возможно только с появлением современных оптоэлектронных элементов. «Несколько групп в Соединенных Штатах, Европейском союзе и Китае идут в том же направлении, каждая разрабатывает свои специфические системы», — ​говорит ученый.

Система МИФИ обладает высокой производительностью: обработка информации происходит со скоростью десятки гигабит в секунду. Второе преимущество — ​потенциально низкая криптографическая уязвимость, поскольку в системе могут использоваться ключи, размер которых измеряется многими килобайтами.

Проект реализован при поддержке Российского научного фонда и программы «Приоритет‑2030», которая концентрирует ресурсы университетов для достижения национальных целей развития и включает университеты в социально-экономическое развитие России.