Onderzoekers aan de Vrije Universiteit Brussel hebben een nieuw encryptiesysteem ontwikkeld, gebaseerd op 'chaos-synchronisatie'. De onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in het gezaghebbende tijdschrift Scientific Reports.
De nieuwigheid van het systeem is dat de encryptie geen gebruikmaakt van klassieke wiskundige algoritmes. Hoewel dit in de praktijk goed werkt, kan een voldoende krachtige computer zo’n sleutel wel degelijk achterhalen door een zogenaamde brute force-aanval.
Onderzoekers van de Applied Physics Research Group (APHY) van de VUB hebben een alternatief ontwikkeld om sleutels te maken die werkelijk onkraakbaar zijn. Daarvoor maken ze gebruik van chaos-synchronisatie. Een chaotisch signaal – zoals ruis op een analoge tv – lijkt onregelmatig, maar is wel degelijk afkomstig van een wiskundig welomschreven of ‘deterministisch’ systeem.
De werking van het systeem komt er – kort gezegd – op neer dat tussen zender en ontvanger een chaotisch signaal wordt uitgewisseld. Daardoor wordt aan de ontvangende kant een tweede chaotisch systeem gesynchroniseerd met dat van de zender. Het signaal dat uit dit tweede systeem komt, is weliswaar bepaald door het signaal van de zender, maar heeft er praktisch geen aantoonbare verbanden mee. Dit heet gegeneraliseerde synchronisatie. Tegelijkertijd wordt het eigenlijke bericht gecodeerd met een sleutel die op dezelfde wijze afgeleid is van het chaotische signaal aan de zenderzijde. Dankzij de gegeneraliseerde synchronisatie tussen zender en ontvanger is het bericht daarna aan de ontvangstzijde te decoderen en te lezen.
Voordelen
De methode biedt verschillende voordelen ten opzichte van traditionele encryptiesystemen. Er is niet erg veel rekenkracht nodig om een bericht te versleutelen, waardoor het systeem realtime is. En omdat de sleutel ontstaat uit een chaotisch signaal, is het uitgesloten dat er ooit een identieke sleutel wordt aangemaakt. Deze eigenschappen leiden volgens de onderzoekers tot een erg aantrekkelijk encryptiesysteem.
‘We hebben experimenteel aangetoond dat gegeneraliseerde synchronisatie met zeer lage correlaties bruikbaar is voor het genereren en verdelen van hoogwaardige encryptiesleutels,’ zegt Lars Keuninckx, lid van de onderzoeksgroep. ‘Als bonus is het systeem praktisch implementeerbaar met zowel hedendaagse elektronica als fotonica (glasvezelapparatuur).’
Het onderzoek kwam tot stand in nauwe samenwerking met onderzoekers van het Instituto de Física Interdisciplinar y Sistemas Complejos (IFISC, University of the Balearic Islands) en Optique Nonlinéaire Théorique van de ULB.
