防欺騙系統可利用無線電特性更有效執行核子條約
軍備控制條約為世界提供了某種保證,即至少可以對核武器進行跟踪,並通過檢查和監測防止不法國家懷有敵意秘密積累彈頭庫存。令人頭痛的是,這類協議往往建立在一個悖論之上。如果兩個國家互相信任,真誠地達成這樣的協議,那麼核查就成了毫無意義的形式。畢竟,英國和法國都擁有核武庫,但它們卻沒有簽署軍控協議,因為它們不需要協議,也不需要核查。
該系統使用旋轉鏡來防止欺騙圖/RUB/Marquard
另一方面,如果兩個互不信任的國家達成這樣的協議,那麼驗證就變得勢在必行。但驗證需要信任,而缺乏信任正是協議的關鍵。除非有非常強大的激勵機制,例如蘇聯解體後的激勵機制,否則這很快就會成為一場持續的欺騙和兩面派遊戲。
另一個困難是技術問題。如何才能製造出不會被欺騙或欺騙的監控設備?如果你有監視滿是核彈頭的掩體的設備,你如何確保它們沒有被秘密轉移或換成假的?如果禁止人類檢查員進入,該如何管理?
一個研究小組提出了利用無線電訊號監控武器庫存的想法。這個想法是在有彈頭的房間裡安裝天線。一個天線發射訊號,訊號被房間的牆壁反射,第二個天線接收並記錄訊號。據研究小組稱,這種訊號是精確的,因此如果房間裡的任何東西被移動,即使是微小的移動,都可以透過另一個訊號被偵測到。
安裝鏡子圖/RUB/Marquard
在實際操作中,核查國會要求持有庫存的國家按要求透過網路發送新的無線電簽名,以便與原始簽名進行比較。如果兩者吻合,則一切正常。如果不吻合,那就表示私下有小動作。
但是,如果持有國祇是發送一份原始簽名的副本,就像在監視器攝影機前貼一張照片一樣,就很容易繞過這個問題。為了防止這種情況,研究小組引入了一個巧妙的小轉折。當接收到第一個無線電訊號時,房間裡會出現一系列20 個隨機形狀的旋轉鏡子。
這些鏡子會反射無線電波並產生一個訊號,從而產生10 ⁴⁶種可能的配置。要欺騙對方,設施持有國必須準確知道無線電訊號的時間,否則就需要八週的時間來計算。由於驗證者可以要求在幾秒鐘內得到回复,因此這並沒有多大幫助。此外,還可以透過增加鏡像和發送虛假驗證要求來擴大安全性,以防止持有國利用機器學習推斷出簽名。
波鴻魯爾大學安全行動通訊研究小組組長、PHYSEC GmbH 執行長Christian Zenger 教授表示:「這項技術以一種全新的方式將以前只能在數據和安全晶片上實現的網路物理安全評估與跨系統物理相結合。這將使信任達到新的高度,尤其是在物聯網領域。”
這項研究發表在《自然通訊》(Nature Communications)上。