生物加密密钥可以提高后量子时代的安全级别
- 为了确保安全，有必要采用无法逆向工程的真正随机加密密钥。
- 研究人员使用人类 T 细胞来创建加密密钥。
- 这些密钥拥有最大的熵，因此不可能破坏系统。
数字信息在现代社会的各个领域都以指数级的速度增长，包括医疗保健、农业、自动化、通信和国防。预计到 2020 年，全球数字数据将达到 35 泽字节（或 350 亿太字节）。
处理如此大量的数据已成为信息技术行业中最困难的任务之一。如今，我们听到越来越多关于数据泄露、人质恶意软件和被黑客入侵的系统的消息，包括政府和私营公司将信息泄露到令人讨厌的人手中的故事。
现在，宾夕法尼亚州立大学的工程师提出了一个解决方案：他们开发了一种创建无法克隆或逆向工程的加密密钥的方法。即使在后量子时代，计算机的速度可能比当今的超级计算机快数百万倍，这种方法也能奏效。
目前，我们使用数学算法（单向函数）来加密数据。这些算法使用私钥/公钥，可以很容易地朝一个方向前进，但很难朝相反的方向前进或还原事物。
例如，大多数加密算法都基于素数分解：它们将两个大素数相乘。结果值越大，计算机找到原始素数所需的时间就越长，即从结果中逆向工程成为一项耗时且耗费资源的任务。
由于 CPU 和 GPU 越来越先进，量子计算机即将出现，这些加密技术在未来将无法有效发挥作用。
解决方案是采用真正随机的加密密钥。它们不能被逆向工程或克隆，因为过程中没有任何公式或模式。
参考：高级理论和模拟 | doi:10.1002/adts.201800154 |宾夕法尼亚州立大学
生物单向函数
计算机上产生的所谓随机数，无非是伪随机数。要识别真正的随机事物，需要回归自然。
在这项研究中，研究人员选择分析人类 T 细胞——一种在细胞介导的免疫中起关键作用的白细胞亚型。由于所有生物的基本构建块没有任何数学基础，因此没有机器可以解开它们。
研究人员在溶液中对随机的二维 T 细胞阵列进行成像，并通过在其上创建像素将图像数字化，使空白区域为“零”而 T 细胞像素为“一个”。
图片来源：Jennifer Mccann / Penn State
所有类型的活细胞都可以长时间保存，并且由于它们均匀移动，因此可以重复成像以形成新的加密密钥。本研究获得的二维密钥具有最大的熵，极难通过任何暴力破解破解。
到目前为止，该团队已使用每个加密密钥 2,000 个 T 单元，这使得即使对手对密钥生成机制有深入了解，包括密钥生成率、密钥采样实例、单元类型、和细胞密度。
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我们需要一些安全的东西，截至目前，这种细胞加密的安全系统有可能随时随地保护我们的数据安全。工业技术