Xifrat de dades, basat en la polarització.

Les telecomunicacions mai podran garantir que són 100 %  segures. Per això, els investigadors continuen explorant nous mètodes de xifrat. Un nou mètode, és conegut com la comunicació de polarització fantasma, o GPC. 

Font: Emily Cooper

El GPC, utilitza la llum no polaritzada per transmetre missatges segurs. La llum del sol és una llum no polaritzada, com també són les llums fluorescents, incandescents i els LED. Totes les ones de llum estan formades per un camp elèctric i un camp magnètic propagant-se en la mateixa direcció a través de l’espai. En llum no polaritzada, l’orientació del component de camp elèctric d’una ona lumínica fluctua de forma aleatòria. Això és el contrari de les fonts de llum polaritzades, com els làsers, en els quals es fixa aquesta orientació.

Sovint és més fàcil imaginar la llum sense polaritzar com una llum sense cap orientació específica, ja que canvia en nanosegons. La llum sense polaritzar es pot veure com una distribució molt ràpida en l'esfera de Poincaré." (L’esfera de Poincaré és una eina matemàtica comuna per visualitzar la llum polaritzada.)

En altres paraules, la llum no polaritzada podria ser una font de números aleatoris generats ràpidament que es poden utilitzar per codificar un missatge, si la polarització canviant es pot mesurar  ràpidament i descodificar-se en un receptor.

Suposem que A, vol enviar un missatge a B mitjançant GPC. Utilitzant el principi de la prova que es va desenvolupar , A passaria la llum impolar per una placa de mitja ona —un dispositiu que altera la polarització d’un feix de llum— per codificar el seu missatge. En aquest cas concret, la placa de mitja ona modificaria la polarització segons el missatge específic que es codifica.

B,  només podria descodificar el missatge quan rebi el feix alterat d'A i un feix de referència i, a continuació, correlacionar els dos. Qualsevol persona que intenti escoltar la conversa interceptant el feix alterat  no podria, perquè no tindria cap referència per descodificar el missatge.

El nom GPC, és perquè un missatge només pot ser descodificat mitjançant el feix modificat i un feix de referència. Llavors, "fantasma o Gost" es refereix a la naturalesa entrellaçada dels feixos de manra que,  per separat no serveix per a res i només de forma conjunta poden transmetre  missatges. Els missatges s’envien a través de les guies d'ona "fantasma" polaritzades

Font: IEEE Spectrum

La GPC, és pot aplicar en medis tant amb configuracions de comunicacions by wire o wireles. Per a fer els test de prova inicials, es van usar majorment suport  físic per cable, que són una mica més fàcils de mesurar respecte les radiocomunicacions. Per això, es va utilitzar equips estàndards comercials, incloent la fibra òptica amb fonts de llum de 1.550 nanòmetres (1.550 nanòmetres és la longitud d'ona més comuna de llum utilitzada per a comunicacions en fibra).

Es va confirmar que la GPC era possible mitjançant la codificació d’un curt missatge mitjançant un mapeig de 0 bits i 1 bits amb els angles de polarització acordats per l’emissor i el receptor. El receptor podria descodificar el missatge comparant els angles de polarització del feix de referència amb els del feix alterat que conté el missatge. També van confirmar que el missatge no podia ser descodificat per un observador extern que no tingués accés al feix de referència.

Tot i això, cal destacar que les proves han estat preliminars. Actualment cal concentrar-se en la velocitat de la modulació o la velocitat de transmissió.  El que importava era demostrar que la idea podia funcionar per això, aquesta proposta és similar al que s’utilitza per a altres formes de xifratge, com les comunicacions del caos, que van començar amb velocitats de transmissió baixes, però han vist com les taxes s’incrementen a mesura que les tècniques es van perfeccionat.

El GPC, es compara amb el sistema Rivest-Shamir-Adleman (RSA) que s’utilitza habitualment per codificar missatges d'avui en dia. To i així, hi han opinions en que, el sistema RSA, no és del tot segur. Però, sí que ho seria la GPC i també, és més eficaç d’implementar.

Font: Universitat Tècnica de Darmstadt.