生物学的暗号化キーは、ポスト量子時代のセキュリティレベルを強化できます

• 安全を確保するには、リバースエンジニアリングできない真にランダムな暗号化キーを採用する必要があります。
• 研究者は人間のT細胞を使用して暗号化キーを作成します。
• これらのキーは最大エントロピーを持ち、システムを破ることを不可能にします。

デジタル情報は、ヘルスケア、農業、自動化、通信、防衛など、現代社会のあらゆる分野で指数関数的に成長しています。世界のデジタルデータは、2020年までに35ゼタバイト（または350億テラバイト）に達すると予測されています。

このような膨大な量のデータを処理することは、情報技術業界で最も困難な作業の1つになっています。今日、私たちはデータ侵害、人質マルウェア、ハッキングされたシステムについて、政府や民間企業が不愉快な手に情報を漏らしているという話を含め、ますます耳にしている。

現在、ペンシルバニア州立大学のエンジニアは解決策を考え出しました。彼らは、複製やリバースエンジニアリングが不可能な暗号化キーを作成するアプローチを開発しました。このアプローチは、コンピューターが今日のスーパーコンピューターよりも数百万倍速くなる可能性があるポスト量子時代でも機能します。

現在、データの暗号化には数学的アルゴリズム（一方向性関数）を使用しています。これらのアルゴリズムは秘密鍵/公開鍵を使用しているため、一方向への移動は簡単ですが、反対方向への移動や元に戻すことは非常に困難です。

たとえば、ほとんどの暗号化アルゴリズムは素因数分解に基づいています。つまり、2つの大きな素数を乗算します。結果の値が大きいほど、コンピューターが元の素数を見つけるのにかかる時間が長くなります。つまり、結果からリバースエンジニアリングを行うと、時間とリソースを消費するタスクになります。

CPUとGPUがより高度になり、量子コンピューターが間近に迫っているため、これらの暗号化技術は将来的に効果的に機能しなくなります。

解決策は、真にランダムな暗号化キーを採用することです。プロセスに式やパターンがないため、リバースエンジニアリングやクローン作成はできません。

参照：高度な理論とシミュレーション| doi：10.1002 / adts.201800154 |ペンシルベニア州立大学

生物学的一方向性関数

コンピュータで生成されるいわゆる乱数は、疑似乱数に他なりません。本当のランダムなものを特定するには、自然に戻る必要があります。

この研究では、研究者は、細胞性免疫において重要な役割を果たす白血球のサブタイプであるヒトT細胞を分析することを選択しました。すべての生物の基本的な構成要素には数学的な根拠がないため、機械でそれらを解明することはできません。

研究者は、溶液中のT細胞のランダムな2D配列を画像化し、その上にピクセルを作成して画像をデジタル化し、空のスペースを「ゼロ」、T細胞のピクセルを「1」にしました。

画像クレジット：ジェニファーマッカン/ペンシルベニア州立大学

あらゆる種類の生細胞を長期間保持することができ、均一に移動するため、繰り返し画像化して新しい暗号化キーを形成することができます。この調査で得られた2Dキーは最大エントロピーを持ち、ブルートフォース攻撃で解読するのは非常に困難です。

これまでのところ、チームは暗号化キーごとに2,000 Tセルを使用しているため、攻撃者がキー生成レート、キーサンプリングインスタンス、セルタイプなどのキー生成メカニズムについて深い知識を持っていても、システムを侵害することはできません。と細胞密度。

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安全なものが必要です。現在のところ、このセル暗号化セキュリティシステムは、いつでもどこでもデータを安全に保つ可能性があります。