Чтобы гарантировать высокую безопасность данных, шифрование должно быть невзламываемым, а данные должны оставаться быстро и легко читаемыми. Новая стратегия оптического шифрования/дешифрования информации была представлена в журнале Angewandte Chemie китайской исследовательской группой.
Она основана на соединениях с тщательно модулированными люминесцентными свойствами, которые изменяются в ответ на внешние стимулы. Соединения представляют собой гибридные двумерные органо-неорганические металлогалогенидные перовскиты, структура которых состоит из неорганических слоев, образованных ионами свинца и иодида (связанные октаэдры PbI 6 ) с органическими катионами, расположенными между ними.
Они просты в производстве, недороги и пригодны для печати, демонстрируя при этом интересные оптоэлектронные свойства.
Группа под руководством Шэньлуна Цзяна, Цюнь Чжана и И Ло из Китайского университета науки и технологий (Хэфэй) работала с тремя перовскитами, имеющими лишь незначительные различия в составе катионов ( перовскит фенэтиламмония иодида свинца (ПЭА) 2 PbI 4 и его фторированные (2-F-ПЭА) 2 PbI 4 и бромированные (4-Br-ПЭА) 2 PbI 4 производные).
Небольшие различия между этими перовскитами приводят к существенному изменению их люминесцентных свойств.
При комнатной температуре и при нормальном освещении их невозможно визуально различить. Однако они по-разному реагируют на раздражители.
Шифрование данных с помощью этих соединений может выглядеть следующим образом: генерируется «словарь кодов», в котором каждая буква алфавита кодируется и печатается как матрица точек 2×2 в определенном расположении трех различных перовскитов.
Такое расположение допускает около 10 47 возможных случайных вариантов, слишком много для взлома шифрования даже самым быстрым суперкомпьютером. Для расшифровки информации требуется комбинация трех различных «ключей»: они подразумевают измерение люминесценции отдельных точечных рисунков 1) под УФ-светом, 2) при охлаждении жидким азотом и 3) при узкополосной фильтрации (через фильтр пропускает только небольшой диапазон длин волн).
При одновременном применении ключей 1 и 2 (УФ-излучение и охлаждение) точки, состоящие из перовскитов 1 и 2, светятся зеленым, а перовскит 3 — желтым.
Если применяется ключ 3 (фильтр), то точки, состоящие из перовскитов 1 и 3, обе становятся зелеными, точки перовскита 2 становятся невидимыми.
Адекватное применение трех ключей позволяет расшифровать правильный рисунок, а затем его можно перевести обратно с помощью словаря кодов. В качестве альтернативы буквы и другие символы могут быть преобразованы в коды ASCII (8-битные шаблоны) и зашифрованы в виде 2-битных кодов.
Для этого четыре возможные комбинации 0 и 1 (00, 01, 10, 11) шифруются как случайно выбранные точечные матрицы 3×3. Истинные шаблоны скрыты среди большого количества ложных, неназначаемых шаблонов.
Расшифровка снова использует три ключа. Ложные точечные узоры можно эффективно удалить с помощью компьютера, а оставшиеся 2-битные коды собрать в 8-битные коды ASCII, которые можно преобразовать обратно в символы.
Этот метод, основанный на различных люминесцентных перовскитах в сочетании с простой реализацией тройных ключей и точечно-матричных шаблонов, открывает новые возможности для повышения безопасности данных с быстрой и эффективной расшифровкой.
Рубрика: Гаджеты и Технологии. Читать весь текст на android-robot.com.