생물학적 암호화 키가 포스트 퀀텀 시대의 보안 수준을 향상시킬 수 있음

• 보안을 유지하려면 리버스 엔지니어링할 수 없는 진정한 무작위 암호화 키를 적용해야 합니다.
• 연구원은 인간 T 세포를 사용하여 암호화 키를 만듭니다.
• 이 키는 최대 엔트로피를 가지며 시스템 침입을 불가능하게 합니다.

디지털 정보는 의료, 농업, 자동화, 통신, 국방 등 현대 사회의 모든 부문에서 기하급수적으로 증가하고 있습니다. 전 세계 디지털 데이터는 2020년까지 35제타바이트(또는 350억 테라바이트)에 이를 것으로 예상됩니다.

이처럼 방대한 양의 데이터를 처리하는 것은 정보 기술 산업에서 가장 어려운 작업 중 하나가 되었습니다. 오늘날 우리는 정부와 민간 기업이 불미스러운 손에 정보를 유출했다는 이야기를 포함하여 데이터 침해, 인질 맬웨어 및 해킹된 시스템에 대해 점점 더 많이 듣고 있습니다.

이제 Pennsylvania State University의 엔지니어가 솔루션을 내놓았습니다. 복제하거나 리버스 엔지니어링할 수 없는 암호화 키를 만드는 접근 방식을 개발했습니다. 이 접근 방식은 컴퓨터가 오늘날의 슈퍼컴퓨터보다 백만 배 더 빨라지는 포스트 퀀텀 시대에도 작동할 것입니다.

현재 우리는 수학적 알고리즘(단방향 함수)을 사용하여 데이터를 암호화합니다. 이러한 알고리즘은 개인/공개 키를 사용하여 한 방향으로 이동하기는 쉽지만 반대 방향으로 이동하거나 되돌리기가 매우 어렵습니다.

예를 들어, 대부분의 암호화 알고리즘은 소인수분해를 기반으로 합니다. 두 개의 큰 소수를 곱합니다. 결과 값이 클수록 컴퓨터가 원래 소수를 찾는 데 더 많은 시간이 소요됩니다.

CPU와 GPU가 점점 더 발전하고 양자 컴퓨터가 등장하기 때문에 이러한 암호화 기술은 앞으로 효과적으로 작동하지 않을 것입니다.

솔루션은 진정한 무작위 암호화 키를 적용하는 것입니다. 프로세스에 공식이나 패턴이 없기 때문에 리버스 엔지니어링 또는 복제할 수 없습니다.

참조:고급 이론 및 시뮬레이션 | doi:10.1002/adts.201800154 | 펜실베니아 주

생물학적 단방향 함수

컴퓨터에서 생성되는 소위 난수는 의사 난수에 불과합니다. 진짜 무작위 사물을 식별하려면 자연으로 돌아가야 합니다.

이 연구에서 연구자들은 세포 매개 면역에서 중요한 역할을 하는 백혈구의 하위 유형인 인간 T 세포를 분석하기로 결정했습니다. 모든 생물의 기본 구성 요소에 대한 수학적 기초가 없기 때문에 어떤 기계도 이를 풀 수 없습니다.

연구원들은 솔루션에서 T 세포의 무작위 2D 배열을 이미지화하고 그 위에 픽셀을 만들어 이미지를 디지털화하여 빈 공간을 '0'으로 만들고 T 세포 픽셀을 '1'로 만듭니다.

이미지 제공:Jennifer Mccann / Penn State

모든 종류의 살아있는 세포는 장기간 동안 주위에 보관할 수 있으며 균일하게 움직이기 때문에 반복적으로 이미지화하여 새로운 암호화 키를 형성할 수 있습니다. 본 연구에서 획득한 2D 키는 최대 엔트로피를 가지며 무차별 대입 공격을 통해 해독하기가 극히 어렵습니다.

지금까지 팀은 암호화 키당 2,000개의 T 셀을 사용하여 공격자가 키 생성 속도, 키 샘플링 인스턴스, 셀 유형, 및 세포 밀도.

읽기:초해상도 현미경으로 시공간과 공간 모두에서 세포를 볼 수 있음

우리에게는 안전한 것이 필요하며 현재로서는 이 셀 암호화 보안 시스템이 언제 어디서나 데이터를 안전하게 보호할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.