使用宇宙射线生成和分发随机数并提高本地设备和网络的安全性

最先进的信息安全方法可能会受到量子计算机等新兴技术的影响。它们容易受到攻击的原因之一是加密消息和解密它们的密钥都必须从发送方发送到接收方。

提出并演示了一种称为 COSMOCAT 的新方法，它无需发送解密密钥，因为宇宙射线会为我们传输它，这意味着即使消息被拦截，也无法使用任何理论化的方法读取它们。COSMOCAT 可用于本地化的各种带宽应用程序，因为发送方和接收方之间的有效距离存在限制。

在信息通信技术领域，一场持续不断的军备竞赛旨在寻找更安全的数据传输方式，以及更复杂的破解方式。即使是第一台现代计算机本质上也是美国和欧洲盟军在二战期间使用的密码破译机器。随着量子计算机的出现，这场竞赛即将进入一个新的制度，能够轻松打破当前的安全形式。即使是使用量子计算机本身的安全方法也可能容易受到其他量子攻击。

东京大学 Muographix 的 Hiroyuki Tanaka 教授说：“基本上，我们当前的安全范例的问题在于它依赖于加密信息和密钥来解密它们，这两者都是通过网络从发送者发送到接收者的。”

“无论消息的加密方式如何，理论上窃听者最终都可以使用密钥来解码安全消息。量子计算机只会使这个过程更快。如果我们放弃这种共享密钥的想法，而是可以找到一些使用不可预测的方法随机数来加密信息，那么它应该会导致系统不受拦截。我碰巧经常使用能够产生真正随机不可预测数字的来源：来自外太空的 宇宙射线。

随着时间的推移已经尝试了各种随机数生成器，但问题是如何在避免拦截的同时共享这些随机数。宇宙射线可能是答案，因为它们的副产品之一 μ 子到达地面的时间在统计上是随机的。μ 子也以接近光速的速度行进并且很容易穿透固体物质。

这意味着只要我们知道发射器检测器和接收器检测器之间的距离，就可以精确计算出 μ 子从发射器到接收器所需的时间。如果一对设备充分同步，μ 子的到达时间可以作为编码和解码数据包的密钥。但是这个密钥永远不必离开发送者的设备，因为接收机器也应该自动拥有它。这将填补通过发送共享密钥出现的安全漏洞。

“我称这个系统为宇宙编码和传输，或 COSMOCAT，”田中说。“它可以与当前的无线通信技术一起使用或代替当前的无线通信技术，例如 Wi-Fi、蓝牙、近场通信 (NFC) 等。它可以超过当前加密蓝牙标准的速度。但是，它的距离可以使用的地方是有限的;因此，它最好保留在小型本地网络中，例如在建筑物内。我相信 COSMOCAT 已准备好被商业应用采用。”

目前，μ介子检测装置相对于其他本地无线通信组件来说体积较大并且需要更多的功率。但随着技术的进步和该设备尺寸的缩小，可能很快就可以在高度安全的办公室、数据中心和其他局域网中安装 COSMOCAT。

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