جامعة سنغافورة الوطنية تطور شريحة QRNG قادرة على الفحص الذاتي لسلامة العتاد

أخبار ar.wedoany.com، تمكن باحثون من جامعة سنغافورة الوطنية (NUS) من إنشاء مولد أرقام عشوائية كمومية (QRNG) قادر على اختبار سلامة عتاده بشكل نشط، شريحة، وهي المرة الأولى التي يتم فيها تجاوز الاعتماد على شهادة الشركة المصنعة. نُشرت النتائج ذات الصلة في 5 يونيو في مجلة "PRX Quantum".

تعتمد كل مفتاح تشفير ومعاملة آمنة على أرقام عشوائية لا يمكن التنبؤ بها، ولكن حتى الآن، تتطلب جميع مولدات الأرقام العشوائية من المستخدم الثقة في أن العتاد الأساسي لن يتم اختراقه. مع تطور الحوسبة الكمومية، قد يصبح هذا ثغرة أمنية حرجة. قام فريق NUS بقيادة الأستاذ المشارك تشارلز ليم من كلية التصميم والهندسة ببناء هذه الشريحة، القادرة على التحقق من عتاد القياس الخاص بها في الوقت الفعلي، مما يوفر ضمانات أمنية حتى في مواجهة المهاجمين ذوي القدرات الحاسوبية الكمومية.

تبلغ كفاءة كاشف الشريحة 69.1%، ومعدل البيانات الحالي هو 64 بت/ثانية، وهو أقل من معدل بيانات QRNG التقليدي الموثوق الذي يتجاوز 100 جيجابت/ثانية. لكن الفريق يتوقع، من خلال الثنائيات الضوئية المطورة، تحقيق تحسن بمقدار خمس مراتب عشرية، ليصل إلى 68 ميجابت/ثانية، مما يعزز إمكانية دمجها في الأنظمة الأمنية في مختلف المجالات. يعالج هذا الابتكار ثغرة طويلة الأمد في جميع مولدات الأرقام العشوائية (سواء كانت تقليدية أو كمومية)، وهي أن موثوقية عتاد القياس كانت سابقًا مفترضة وليست مثبتة. على عكس التصميمات السابقة، يستخدم هذا QRNG بروتوكولًا مستقلاً عن جهاز القياس (MDI)، مما ينقل عبء الثقة من الكاشف نفسه إلى إشارات الضوء المدخلة. تقوم الشريحة بتحضير حالات ضوئية كمومية معروفة، وتقيسها باستخدام كاشف على الشريحة، ثم تقارن المخرجات بالتوقعات النظرية، مما يؤدي بشكل أساسي إلى إجراء معايرة ذاتية في كل عملية. إذا انحرف أداء الكاشف عن المتوقع، يتوقف النظام، مما يمنع إطلاق أرقام عشوائية قد تكون معرضة للخطر.

تم تصنيع الشريحة باستخدام عملية قياسية لرقائق السيليكون مقاس 8 بوصات، وتعمل في درجة حرارة الغرفة. تصل الكفاءة الإجمالية للكاشف على الشريحة إلى 69.1%، وهي أعلى من الحد الأدنى للبروتوكول البالغ 67%. تحقق الشريحة أعلى مستوى أمان على مستوى الرقاقة تم عرضه، حتى في مواجهة المهاجمين المحتملين المجهزين بأدوات كمومية، وهو تهديد لا يمكن للاختبارات التقليدية مواجهته.

"من الصعب تقليديًا توصيف وحدة القياس في مولدات الأرقام العشوائية الكمومية، مما يجعل موثوقيتها الفعلية صعبة الضمان،" قال الأستاذ المشارك ليم. "حلنا يلغي الحاجة إلى الثقة في أن هذه الوحدة تعمل بالطريقة المحددة أثناء الاستخدام."

كان التعاون مع شركة Squareroot8 Technologies، وهي شركة اتصالات كمومية ناشئة من جامعة NUS، أمرًا بالغ الأهمية لكل من تصميم البروتوكول والاعتماد الأمني اللاحق، مما يسلط الضوء على مسار مباشر من البحث الأكاديمي إلى التطبيق التجاري. قال الأستاذ المشارك ليم إن الشريحة تمهد الطريق لدمج مولدات الأرقام العشوائية الكمومية ذاتية الاختبار العملية في أنظمة مدمجة وآمنة.

تم إعداد هذا المقال بواسطة Wedoany. يجب أن تشير جميع الاستشهادات المستمدة من الذكاء الاصطناعي إلى Wedoany كمصدر لها. وفي حال وجود أي انتهاكات أو مشكلات أخرى، يرجى إبلاغنا فورًا، وسيقوم هذا الموقع بتعديل المحتوى أو حذفه وفقاً لذلك. البريد الإلكتروني: news@wedoany.com