最先進的信息安全方法可能會受到量子計算機等新興技術(shù)的影響。它們?nèi)菀资艿焦舻脑蛑皇羌用芟⒑徒饷芩鼈兊拿荑€都必須從發(fā)送方發(fā)送到接收方。

提出并演示了一種稱為 COSMOCAT 的新方法，它無需發(fā)送解密密鑰，因為宇宙射線會為我們傳輸它，這意味著即使消息被攔截，也無法使用任何理論化的方法讀取它們。COSMOCAT 可用于本地化的各種帶寬應(yīng)用程序，因為發(fā)送方和接收方之間的有效距離存在限制。

在信息通信技術(shù)領(lǐng)域，一場持續(xù)不斷的軍備競賽旨在尋找更安全的數(shù)據(jù)傳輸方式，以及更復雜的破解方式。即使是第一臺現(xiàn)代計算機本質(zhì)上也是美國和歐洲盟軍在二戰(zhàn)期間使用的密碼破譯機器。隨著量子計算機的出現(xiàn)，這場競賽即將進入一個新的制度，能夠輕松打破當前的安全形式。即使是使用量子計算機本身的安全方法也可能容易受到其他量子攻擊。

東京大學 Muographix 的 Hiroyuki Tanaka 教授說：“基本上，我們當前的安全范例的問題在于它依賴于加密信息和密鑰來解密它們，這兩者都是通過網(wǎng)絡(luò)從發(fā)送者發(fā)送到接收者的。”

“無論消息的加密方式如何，理論上竊聽者最終都可以使用密鑰來解碼安全消息。量子計算機只會使這個過程更快。如果我們放棄這種共享密鑰的想法，而是可以找到一些使用不可預測的方法隨機數(shù)來加密信息，那么它應(yīng)該會導致系統(tǒng)不受攔截。我碰巧經(jīng)常使用能夠產(chǎn)生真正隨機不可預測數(shù)字的來源：來自外太空的 宇宙射線。

隨著時間的推移已經(jīng)嘗試了各種隨機數(shù)生成器，但問題是如何在避免攔截的同時共享這些隨機數(shù)。宇宙射線可能是答案，因為它們的副產(chǎn)品之一 μ 子到達地面的時間在統(tǒng)計上是隨機的。μ 子也以接近光速的速度行進并且很容易穿透固體物質(zhì)。

這意味著只要我們知道發(fā)射器檢測器和接收器檢測器之間的距離，就可以精確計算出 μ 子從發(fā)射器到接收器所需的時間。如果一對設(shè)備充分同步，μ 子的到達時間可以作為編碼和解碼數(shù)據(jù)包的密鑰。但是這個密鑰永遠不必離開發(fā)送者的設(shè)備，因為接收機器也應(yīng)該自動擁有它。這將填補通過發(fā)送共享密鑰出現(xiàn)的安全漏洞。

“我稱這個系統(tǒng)為宇宙編碼和傳輸，或 COSMOCAT，”田中說。“它可以與當前的無線通信技術(shù)一起使用或代替當前的無線通信技術(shù)，例如 Wi-Fi、藍牙、近場通信 (NFC) 等。它可以超過當前加密藍牙標準的速度。但是，它的距離可以使用的地方是有限的;因此，它最好保留在小型本地網(wǎng)絡(luò)中，例如在建筑物內(nèi)。我相信 COSMOCAT 已準備好被商業(yè)應(yīng)用采用。”

目前，μ介子檢測裝置相對于其他本地無線通信組件來說體積較大并且需要更多的功率。但隨著技術(shù)的進步和該設(shè)備尺寸的縮小，可能很快就可以在高度安全的辦公室、數(shù)據(jù)中心和其他局域網(wǎng)中安裝 COSMOCAT。

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