Sicurezza digitale, il nuovo sistema per comunicazioni più protette

Con le minacce digitali che evolvono rapidamente e minacciano settori come criptovalute, governance, sanità e social network, la richiesta di sistemi di protezione avanzati è più alta che mai. Tuttavia, questi sistemi devono garantire non solo la sicurezza dei dati, ma anche la possibilità di decriptarli quando necessario. È esattamente ciò che offre il sistema ottico sviluppato dal team di ricercatori guidato dal professor Stelios Tzortzakis della Foundation for Research and Technology Hellas (Grecia). Combinando intelligenza artificiale, ologrammi e laser, il sistema promette di fornire un livello di sicurezza digitale senza pari, praticamente inaccessibile ai metodi tradizionali di decodifica.

Un sistema a due fasi a base di AI, ologrammi e laser

Per contrastare i cyber-attacchi sempre più sofisticati, arriva una soluzione innovativa che combina intelligenza artificiale e ologrammi per decriptare i dati, e un laser per criptarli.

Stando all’articolo pubblicato sulla rivista Optica, l’idea di questo sistema è venuta quando i ricercatori hanno scoperto in un esperimento non solo che è possibile memorizzare informazioni criptate negli ologrammi, ma anche utilizzare gli stessi ologrammi per codificare un raggio laser. In questo caso, però, i ricercatori hanno scoperto che il raggio viene completamente frammentato, rendendo impossibile ricostruire la sua forma originale attraverso le tradizionali analisi fisiche.

“La sfida era quindi capire come decifrare le informazioni“, ha detto Tzortzakis a Eurekalert. “Ci è venuta l’idea di addestrare le reti neurali a riconoscere i dettagli incredibilmente fini dei modelli di luce criptati. Creando miliardi di connessioni complesse, o sinapsi, all’interno delle reti neurali, siamo stati in grado di ricostruire le forme originali del raggio. Ciò significava che avevamo un modo per creare la chiave di decrittografia specifica per ogni configurazione del sistema di crittografia“.

Come funziona il sistema di (de)criptazione

Per creare un sistema fisico che renda irriconoscibile il raggio, il team di ricerca ha impiegato un laser ad alta potenza. Come precisa l’ANSA, il fascio di fotoni di questo laser viene disturbato facendolo passare attraverso una piccola nuvola di gas, le cui molecole si muovono in modo caotico. Proprio questo disturbo è “capace di generare una chiave inviolabile, ossia sequenze di fotoni casuali che vengono usati per criptare i messaggi“. In questo modo gli ologrammi vengono criptati totalmente.

Qui entra in gioco il sistema a reti neurali sviluppato dal team, che genera “la chiave di decrittazione, accessibile solo al proprietario del sistema di codifica“, come spiega Tzortzakis. Questo processo avviene grazie alla conoscenza delle frequenze del laser impiegato e all’analisi della nuvola di gas, responsabile dell’alterazione delle caratteristiche dei fotoni.

In sintesi, il sistema opera in due fasi: la criptazione, in cui gli ologrammi (contenenti l’informazione da proteggere) vengono resi irriconoscibili tramite il laser, e la decriptazione, in cui la rete neurale del sistema di codifica ricostruisce le immagini originali.

Una nuova frontiera della sicurezza digitale

Per testare il nuovo sistema, i ricercatori lo hanno utilizzato per crittografare e decodificare migliaia di cifre scritte a mano, oltre a immagini di animali, strumenti e oggetti di uso quotidiano, attingendo a database di riferimento consolidati per la valutazione dei sistemi di recupero delle immagini. Dopo aver perfezionato la procedura sperimentale e addestrato la rete neurale, hanno dimostrato che il sistema era in grado di recuperare con precisione le immagini codificate nel 90-95% dei casi.

Per il futuro, il team prevede di potenziare la tecnologia integrando ulteriori livelli di sicurezza, come l’autenticazione a due fattori. Tuttavia, uno dei principali ostacoli alla commercializzazione del sistema resta il costo e le dimensioni del laser impiegato. Per questo motivo, i ricercatori stanno esplorando soluzioni più accessibili ed efficienti rispetto ai laser ad alta potenza attualmente utilizzati.

“Il nostro sistema fornisce una solida base per molte applicazioni, in particolare la crittografia e la comunicazione ottica wireless sicura, aprendo la strada alle tecnologie di telecomunicazione di prossima generazione“, ha affermato Tzortzakis. “Inoltre è altamente affidabile anche in condizioni difficili e imprevedibili, affrontando le sfide del mondo reale come le condizioni meteorologiche avverse che spesso limitano le prestazioni dei sistemi ottici nello spazio libero“.