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《新颖的发射器保护无线设备免受黑客攻击》

  • 来源专题：集成电路
  • 编译者： Lightfeng
  • 发布时间：2018-06-10

  • 今天，全球有超过80亿台设备连接在一起，形成了包括医疗设备，可穿戴设备，车辆以及智能家居和城市技术的“物联网”。到2020年，专家估计这一数字将上升到超过200亿台设备，全部在线上传输和共享数据。

    但是这些设备容易受到黑客的攻击，这些攻击会定位，拦截和覆盖数据，干扰信号并造成严重破坏。一种保护数据的方法称为“跳频”，它在随机的，唯一的射频（RF）信道上发送每个包含数千个独立比特的数据包，因此黑客无法锁定任何给定的包。然而，跳跃大包只是缓慢的，黑客仍然可以阻止攻击。

    现在，麻省理工学院的研究人员已经开发出一种新颖的发射器，它可以每微秒发送一个数据包的每个1位或0位的频率，这种速度足以阻挡最快的黑客。

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相关报告

  • 《实时形成和感应光学发射器》
    • 来源专题：光电情报网信息监测服务平台
    • 编译者：husisi
    • 发布时间：2023-05-17
    • 为了寻求实现量子网络的新技术，哈佛大学的研究人员开发了一种新的基于激光的策略，用于制造单原子、近表面材料缺陷，可用于形成量子计算的最基本单元量子位。该团队还发现了一种实时方法，用于测量和表征纳米级空腔内光学发射器的形成。 哈佛大学研究人员在Nature Materials上报道了这一进展，可以更好地控制量子位输出的时间和强度。 “这些本质上是‘有缺陷’的材料；在原本完美的晶体结构中没有原子或空位，”该论文的作者Hu说。“空位有自己的电子态，有一定的自旋，有可能发射特定波长的光子。” 这些缺陷和它们发出的光的波长有时被称为色心，因为它们可以给钻石和其他晶体带来美丽的颜色。但在折射、控制或操纵光的光子材料中的纳米级空腔内，这些缺陷可以像信息的光学发射器一样发挥作用。 该论文的共同第一作者Aaron Day表示：“我们的团队对这些缺陷的形成以及它们如何在量子网络中表现为量子位非常感兴趣。通过纠缠将缺陷阵列耦合到纳米光子腔中，可以传输量子信息。” 然而，到目前为止，还没有办法在不破坏材料晶体结构其余部分的情况下完全控制光学发射器在纳米级空腔中的确切位置。 通常，在这种比头发宽度小100倍的空腔内创建发射器的过程需要使用离子或带隙以下的激光器破坏材料的晶体结构。（带隙是指激发材料电子使其能够自由传导电流所需的最小能量。）但大多数实验室都没有离子注入设备。Hu说，这两种传统技术都是对动能的“蛮力”使用，效率低下，难以控制，更像是喷砂而不是小心钻孔。 “为了做我们想做的事情，我们知道我们需要开发一些非常精确的仪器，”Hu说。 该团队将他们的解决方案比作手写笔和模板，使用激光（手写笔进行书写）和空腔（书写的模板）来形成和表征空位的形成。Day说：“我们想使用带隙以上的光脉冲来实现这一点”——比带隙以下的激光器含有更多的光子能量——“以更有效地将能量从激光‘触笔’转移到材料‘模板’。”。 首先，Day and Dietz在一个干净的房间里用商业级碳化硅制造了纳米光子腔器件，这是一项耗时且艰苦的工作。然后，他们进行了实验，试图在空腔内的确切位置创建光学发射器。 Day说：“一开始，我们的激光脉冲基本上是在炸毁我们的空腔。”这一结果远非理想。“我们需要大幅减少激光的能量。” 通过反复试验，他们确定了创建所需发射器需要多少能量和多少能量，同时保留空腔的其余部分而不引起“爆炸”。他们还在系统中内置了一个额外的“读出”激光器，使他们能够评估空腔在被缺陷形成激光器脉冲前后发出的共振或光子信号。 Day说：“我们发现的最酷的事情之一是，我们可以监测空腔，做一个激光脉冲来创建光学发射器，然后读取空腔的即时变化。” Dietz说：“我们工作中最令人兴奋的潜力是创造可扩展数量的量子位。一种实时创建和评估发射器的方法可以更容易地选择具有正确特性的空腔，并可靠地将其转化为量子信息的宿主。” Day补充道：“当我们在空腔内形成缺陷时，我们可以使用这些空腔立即告诉我们有关局部材料环境的信息，将其用作‘纳米显微镜’来探测原子缺陷的特征。”。“将这种新型激光手写笔与使用腔谐振为我们提供实时反馈的模板相结合，使我们能够无缝地编写和改进设备。这两种工具加在一起比单独使用更强大。”
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  • 《前沿 | 一种同于定位无线电发射器的光子系统》
    • 来源专题：光电情报网信息监测服务平台
    • 编译者：husisi
    • 发布时间：2022-04-01
    • 法国格勒诺布尔大学和国家科研中心的Guillaume Bourdarot、Jean-Philippe Berger和Hugues Guillet de Chatellus提出了一种可以快速识别射频源的位置的新型模拟光子平台。该设备工作原理是将一对天线探测到的信号互相关，并且可以在很宽的带宽范围内运行。由于使用现成的组件，因此该系统成本较低。并且在射电天文学和电信等领域具有潜在的应用。 台式模型：格勒诺布尔模拟光子相关器的光学装置，可用于定位无线电发射机 互相关是测量两个或多个信号之间相似性的一种非常有效的技术。当两个空间分离的天线检测来自同一信号源的信号时，它们的相似度可以使用其中一个源比另一个更接近天线时发生的相对时间延迟的函数来计算。 这使得互相关系统能够识别发射源的位置。 射频信号的互相关可以使用数字技术或模拟技术来完成，但每种技术都有其固有的局限性。在数字相关器中，信号必须首先被数字化，导致分析带宽超过几百兆赫兹的实时信号显得较为困难。虽然模拟系统不用担心此类限制，但在其射频组件方面仍存在局限性。 光子设备利用光来处理信息，并已成为宽带射频信号模拟处理的有前景的替代方案。这些系统利用了具有大带宽的光谱，以及廉价、高性能的光学元件。在其研究中，格勒诺布尔团队利用这些优势开发了一种基于简单光子平台的新型相关器架构。 该团队的系统没有移动部件，使用一对频移光纤回路将射频信号向上转换为光频率。它可以同时计算200个延时区间的互相关函数——这比以前的光子系统要多得多。这意味着该技术可以用来定位与时间有关的信号。 此外，该平台的延时步长可以在从纳秒到皮秒的几个数量级上进行调整。这意味着可以处理从兆赫到几千兆赫的无线电频率。 一旦计算出互相关函数，它就被转换成数字格式做进一步的处理。经过测试，该系统能够在距离两根接收天线1米的位置处定位一个无线电频率发射器，精度约为3毫米。 研究人员可以利用该系统实时地将多个射电望远镜探测到的信号相互关联起来，从而在天文学上实现重要应用。该团队计划使用两个天线来捕捉太阳发出的千兆赫兹信号；然后将这些信号相互关联以产生太阳的射频图像。 通过进一步的调整，该团队希望他们的光子平台能够同时关联来自三个或更多天线的信号——实现发射器的 3D 定位，例如手机、跟踪标签和信号干扰器。
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