Escoltar

El caos com a eina d'encriptació

Un equip d'investigadors de l'IFISC (CSIC-UIB) demostra la viabilitat de l'esquema de Verman sobre el xifratge amb clau d'un sòl ús fent servir senyals caòtics 

L'encriptació de missatges és un problema que ha preocupat la humanitat des que va començar a comunicar-se. Dades personals, informació sensible, informes militars, hi ha infinits motius pels quals no és desitjable que un missatge sigui llegit per terceres persones. En l'era en què vivim, amb constants intercanvis d'informació, poder codificar les comunicacions de forma segura és objectiu de múltiples esforços de la comunitat científica.

L'enginyer nord-americà Gilbert Vernam va inventar el 1917 un mètode de codificació indesxifrable anomenat «clau d'un sol ús»: al costat del missatge a enviar es genera una contrasenya de caràcters aleatoris igual de llarga que el missatge. Combinant caràcter a caràcter la clau amb el missatge, aquest es xifra i s’aconsegueix així que una mateixa lletra del text original pugui estar representada per diferents lletres cada vegada que apareix en el missatge xifrat. D'aquesta manera resulta impossible utilitzar eines clàssiques de criptoanàlisi per desxifrar el missatge. No obstant això, l'eficàcia d'aquest mètode té un preu: cada clau té la longitud del missatge, ha de ser compartida pel receptor i, per garantir la seguretat, solament pot utilitzar-se una vegada. Actualment no existeixen tècniques eficients que puguin treure profit de la proposta de Vernam.

Amb l'objectiu de millorar aquest sistema, un equip d’investigadors de l'Institut de Física Interdisciplinària i Sistemes Complexos (UIB-CSIC), en col·laboració amb científics d'universitats belgues i gregues, han demostrat recentment la viabilitat de l'esquema de Verman mitjançant la utilització de senyals caòtics en dos articles publicats a les revistes Journal of Lightwave Technology Scientific Reports.

El procediment és el següent: es genera un senyal caòtic que reben tant l'emissor del missatge com el receptor. Un element complex denominat chaotic responder interpreta el senyal caòtic i el transforma en una sèrie d'1 i 0. Aquesta seqüència es combina amb el missatge que es desitja transmetre. El receptor rep tant el missatge encriptat com el senyal caòtic, a partir del qual, i utilitzant un segon chaotic responder, podrà obtenir la contrasenya necessària per desxifrar el missatge.

La novetat del mètode resideix en l'ús de senyals caòtics per generar les claus; perquè tots dos chaotic responders interpretin la mateixa clau a partir del senyal caòtic, han d'estar fabricats sota les mateixes especificacions, cosa gairebé impossible d'aconseguir si no han estat construïts exactament de la mateixa manera. Aquest nou esquema té multitud d'avantatges: el missatge és indesxifrable per a un tercer, tret que aquest pugui construir un chaotic responder idèntic a l'utilitzat per l'emissor i el receptor, cosa extremadament difícil d'aconseguir. La velocitat de transmissió de dades solament està limitada per la freqüència del senyal caòtic, que en el cas de senyals òptics pot aconseguir les desenes de GHz.

La implementació d'aquest esquema representa un canvi en la seguretat de la comunicació, tant per l'augment significatiu de la solidesa del xifratge com per l'alta velocitat d'encriptació que permet. El mètode s'ha provat en sistemes electrònics i fotònics, i obre un ventall de possibilitats per a aquesta tecnologia. 

Referències bibliogràfiques 

  • Argyris, Apostolos; Pikasis, Evangelos; Syvridis, Dimitris, «Gb/s One-Time-Pad Data Encryption With Synchronized Chaos-Based True Random Bit Generators», Journal of Lightwave Technology, 34, 5325-5331 (2016).
  • Keuninckx, Lars; Soriano, Miguel C.; Fischer, Ingo; Mirasso, Claudio R.; Nguimdo, Romain M., and Van der Sande; Guy, «Encryption key distribution via chaos synchronization», Scientific Reports, 7, 43428 (2017).

Data de publicació: 13/03/2017