You are here

Onderzoekers van de Vrije Universiteit Brussel hebben een innovatief encryptiesysteem gedemonstreerd dat gebaseerd is op chaos-synchronisatie. De resultaten van dit baanbrekende onderzoek werden onlangs gepubliceerd in het gezaghebbende tijdschrift Scientific Reports.

 

Encryptie is vandaag ‘hotter’ dan ooit. Uit Wikileaks-berichten blijkt telkens weer dat overheden gretig inbreken in de communicatiesystemen die voor burgers onmisbaar zijn. Diensten als WhatsApp versleutelen daarom de berichten tussen gebruikers, zodat ze voor derden onleesbaar zijn. Zulke versleuteling – ook encryptie genoemd – is echter niet onfeilbaar. Daarom is het belangrijk dat encryptiesystemen voortdurend worden verbeterd.

 

‘Klassieke’ encryptie berust op het gebruik van wiskundige algoritmes. Dit zijn een soort digitale sleutels waarmee informatie versleuteld en ontsleuteld kan worden. Hoewel dit in de praktijk goed werkt, kan een voldoende krachtige computer zo’n sleutel wel degelijk achterhalen door middel van een zogenaamde ‘brute force attack’.

 

Onderzoekers van de Applied Physics Research Group (APHY) van de VUB hebben een alternatieve manier ontwikkeld om sleutels te maken die werkelijk onkraakbaar zijn. Daarvoor maakten 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.

 

Voordelen boven traditionele encryptie

De werking van het systeem komt er – kort gezegd – op neer dat tussen de zendende en de ontvangende partijen 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 aansturende signaal van de zender, maar heeft praktisch geen aantoonbare verbanden met het signaal van de zenderzijde. Dit noemt men 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 de zender en de ontvanger kan het bericht daarna aan de ontvangstzijde ontsleuteld en gelezen worden.

 

Het systeem biedt verschillende voordelen ten opzichte van traditionele encryptiesystemen. Er is niet erg veel rekenkracht nodig om een bericht te versleutelen, waardoor het systeem real-time is. En omdat de sleutel gegenereerd wordt 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.

 

Meteen implementeerbaar

‘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.

 

Het complete artikel is te lezen via deze link.