Čínski vedci šokovali svet prelomom v optickej komunikácii. Takto rýchly internet tu ešte nikdy predtým nebol
Čínski vedci dosiahli prelom v optickej komunikácii, preniesli 1 terabit za sekundu cez 1200 km dlhé vlákno a zároveň integrovali šifrovanie priamo do svetla, čím odstránili potrebu softvérového zabezpečenia.
Čínsky vedecký tím zo Shanghai Jiao Tong University dosiahol významný prelom v oblasti prenosu dát, keď úspešne preniesol informácie rýchlosťou jeden terabit za sekundu cez optické vlákno s dĺžkou 1200 kilometrov. Unikátnosť tohto úspechu spočíva v integrácii šifrovania priamo do svetelného signálu. Tento inovatívny prístup odstraňuje potrebu ďalších softvérových vrstiev zabezpečenia, čo je cieľ, o ktorý sa telekomunikačný priemysel snaží už roky.
Nový systém, vyvinutý pod vedením profesora Lilina Yi, nesie názov Integrovaný systém šifrovania a komunikácie (IEAC, Integrated Encryption and Communication). Na rozdiel od tradičných metód, ako sú TLS alebo IPsec, ktoré chránia dáta na softvérovej úrovni a ponechávajú samotný optický signál zraniteľný, IEAC zabezpečuje priamo fyzickú vrstvu prenosu. Namiesto šifrovania samotných dát systém šifruje prenosové médium, svetlo. Vďaka tomu je odpočúvanie prenosu prakticky nemožné, pretože zachytené dáta sa pre neautorizovaných používateľov javia ako nerozoznateľný šum.
O tomto pokroku sníva nemálo telekomunikačných spoločností
IEAC využíva dynamicky optimalizovanú techniku geometrického tvarovania konštelácií (GCS), pričom každý prenášaný symbol je šifrovaný unikátnym kľúčom generovaným vysokorýchlostnými generátormi náhodných čísel. Tento prístup pripomína jednorazový blokovací zápis (one-time pad), ktorý je považovaný za jednu z najbezpečnejších foriem šifrovania. S
ystém využíva end-to-end deep learning (E2EDL) na optimalizáciu prenosu a maximalizáciu vzájomnej informácie (mutual information, MI) pre oprávnených používateľov, pričom MI pre potenciálnych odpočúvačov klesá na úroveň pod 0,2 bitu na symbol, čo znamená, že zachytené dáta sú prakticky nečitateľné.
Počas testovania vedci prenášali signál cez optickú slučku, simulujúc reálne podmienky prenosu vrátane disperzie, nelineárnych efektov a optického šumu. Systém bol testovaný na 26 kanáloch v celom 3,9 THz C-pásme, pričom každý kanál prenášal signály s duálnou polarizáciou rýchlosťou 32 GBd. Výsledkom bola čistá rýchlosť prenosu dát 1 Tbps a miera bitovej chybovosti pod hranicou 2×10⁻², čo je porovnateľné s komerčnými riešeniami, avšak so zabezpečením takmer na vojenskej úrovni.
Neprehliadni
Výhodou je použitie aktuálne dostupných technológií
Jednou z najväčších výhod systému IEAC je jeho kompatibilita s existujúcou telekomunikačnou infraštruktúrou. Na rozdiel od kvantovej distribúcie kľúčov (QKD) alebo chaotických šifrovacích systémov, ktoré vyžadujú špecializované a nákladné vybavenie, IEAC dokáže fungovať na štandardnom optickom hardvéri. V mnohých prípadoch môže byť implementácia systému otázkou aktualizácie firmvéru existujúcich zariadení, čo výrazne znižuje náklady a zjednodušuje nasadenie v praxi. Táto vlastnosť je kľúčová najmä pre operátorov s obmedzenými rozpočtami alebo pre krajiny, ktoré chcú zvýšiť bezpečnosť svojej komunikácie bez nutnosti rozsiahlej modernizácie sietí.
Profesor Yi a jeho tím zdôrazňujú, že IEAC prekonáva doterajší rozpor medzi bezpečnosťou a prenosovou kapacitou v optickej komunikácii.
„Vložením šifrovania priamo do fyzickej vrstvy prenosu dát IEAC otvára cestu pre budovanie bezpečných sietí s vysokou priepustnosťou, ktoré sú schopné efektívne podporovať neustále rastúce dátové požiadavky, najmä v kontexte aplikácií umelej inteligencie,“ uviedol profesor Yi.
Vďaka svojej škálovateľnosti a kompatibilite s existujúcou infraštruktúrou má IEAC potenciál stať sa prelomovou technológiou pre globálne dátové centrá, cloudové platformy a pripravované siete šiestej generácie (6G). Medzi ďalšie možné aplikácie patria bezpečné vládne siete, zdravotníctvo či bankovníctvo. Výzvou do budúcnosti zostáva štandardizácia technológie a jej nasadenie v rôznych typoch sietí, no už dnes je jasné, že IEAC predstavuje významný krok smerom k bezpečnej a rýchlej digitálnej budúcnosti.
Komentáre