Bedre sikkerhed opnået med tilfældigt generering af biologiske krypteringsnøgler

Brud på data, hackede systemer og gidsel malware er ofte emner for aftennyheder - herunder historier om stormagasin, Hospital, regerings- og bankdata lækker i ubehagelige hænder-men nu har et team af ingeniører en krypteringsnøgletilgang, der er uklonbar og ikke reverse-manipulerbar, beskytte oplysninger, selvom computere bliver hurtigere og hurtigere.

"I øjeblikket, kryptering udføres med matematiske algoritmer, der kaldes envejsfunktioner, "sagde Saptarshi Das, adjunkt i ingeniørvidenskab og mekanik, Penn State. "Disse er lette at oprette i en retning, men meget svært at gøre i den modsatte retning. "

Et eksempel på dette er multiplikation af to primtal. Forudsat at de originale tal er meget store, reverse engineering fra resultatet bliver meget tid og computer-ressource tung.

"Imidlertid, nu hvor computere bliver mere kraftfulde og kvanteberegning er i horisonten, ved hjælp af kryptering, der er afhængig af dens effektivitet, fordi det er monumentalt tidskrævende at dekryptere ikke vil flyve mere, "Sagde Das.

Kun virkelig tilfældige krypteringsnøgler er uklonbare og kan ikke omvendt konstrueres, fordi der ikke er noget mønster eller en formel i processen. Selv såkaldte tilfældige talgeneratorer er virkelig pseudo-tilfældige talgeneratorer.

"Vi skal tilbage til naturen og identificere virkelige tilfældige ting, "sagde Das." Fordi der ikke er noget matematisk grundlag for mange biologiske processer, ingen computer kan opklare dem. "

Forskerne, der også omfattede Akhil Dodda, kandidatstuderende i ingeniørvidenskab og mekanik; Akshay Wali, kandidatstuderende i elektroteknik; og Yang Wu, postdoktor i ingeniørvidenskab og mekanik, kiggede på humane T -celler. De fotograferede tilfældigt, 2-dimensionelt array af T-celler i løsning og derefter digitaliseret billedet ved at oprette pixels på billedet og gøre T-cellepixelerne til "dem" og de tomme mellemrum "nuller".

"Da vi startede, var der et par papirer ude ved hjælp af nanomaterialer, "sagde Dodda." Dog, de forvitrer (nanomaterialer) ud af materialet og er stationære. "

Levende celler, uanset type, kan opbevares i lang tid, og fordi de bevæger sig konstant, kan fotograferes gentagne gange for at oprette nye krypteringsnøgler.

"Vi har brug for mange nøgler, fordi verdens befolkning er 7 mia. "sagde Das." Hver person vil generere en megabyte data hvert sekund inden 2020. "

Udover krypteringsnøgler til personlige computere, nøglerne er også nødvendige for medicinsk, finansielle og forretningsmæssige data, og meget mere. Hvis noget er hacket eller funktionsfejl, denne metode ville også muliggøre hurtig udskiftning af krypteringsnøglen.

"Det er meget vanskeligt at ombygge disse systemer, "sagde Dodda." Ikke at være i stand til at bak-manipulere disse nøgler er et styrkeområde. "

Forskerne bruger i øjeblikket 2, 000 T -celler pr. Krypteringsnøgle. Holdet rapporterer i en nylig udgave af Avanceret teori og simuleringer at selvom nogen kender nøglegenereringsmekanismen, herunder celletype, celletæthed, nøglegenereringshastighed og nøgleprøveudtagning, det er umuligt for nogen at bryde systemet. Det er simpelthen ikke muligt ud fra disse oplysninger at ødelægge krypteringen.

"Vi har brug for noget sikkert, og biologiske artskrypterede sikkerhedssystemer vil holde vores data sikre og sikre overalt og når som helst, "sagde Wali.