Используя радиоволны: появился новый метод мониторинга ядерного оружия
Международная исследовательская группа предложила новый метод контроля за соблюдением договоров о ядерном разоружении. Специалисты по информационной безопасности разработали механизм, который использует радиоволны для удалённых проверок в конкретных хранилищах.
Исследователи описали, насколько надёжен их подход, в онлайн-журнале Nature Communications. Над разработкой потрудился международный коллектив учёных из Германии, США и специалистов немецкой компании PHYSEC GmbH.
Учёные исходили из сценария, при котором некой условной стране А необходимо гарантированно удостовериться, что страна Б не нарастила запасы ядерного оружия. Причём проводить проверки, не устраивая регулярный мониторинг «на земле». Например, если заметить, как вторая сторона извлекает из хранилища ядерные боеголовки, это укажет на подготовку к развёртыванию оружия массового поражения.
Йоханнес Тобиш из Рурского университета в Бохуме, ныне работающий в промышленности, рассказал, что созданная им с коллегами система задействует две антенны для записи радиосигнала. Одна из антенн излучает радиосигнал, который отражается от стен и предметов в проверяемом помещении. Другая, в хранилище, регистрирует сигнал, фиксируя минимальные изменения. Технология позволяет с надёжностью обнаружить, к примеру, извлечение ядерной боеголовки.
Однако метод сработает при условии, если страна Б измерит специфический сигнал, радиоотпечаток, ровно в тот момент, когда страна А запросит его. Поэтому важно не допустить, чтобы страна Б, уловив запрос, отправила вместо актуального оригинала запись.
— Йоханнес Тобиш, один из создателей технологии.
Вот почему в контролируемом помещении заранее монтируют установку с 20 вращающимися зеркалами. При изменении положения зеркал изменяется и радиосигнал. И проверяющая страна А должна хотя бы единожды посетить каждый подконтрольный объект и записать радиосигналы для различных положений зеркал и сохранять их в засекреченной базе данных.
Периодически страна А может удалённо попросить страну Б передать радиосигнал для определённого положения зеркал, чтобы сравнить полученные сведения с той или иной записью в своей особой базе данных. Если данные не совпадают, значит, в помещении произвели некие манипуляции.
Себастьен Филипп из Принстонского университета объяснил, что 70% ядерного оружия в мире хранится либо как военный резерв, либо ожидает демонтажных работ. Факт наличия и количество конкретных вооружений на определённых объектах невозможно проверить, например, с помощью спутниковых снимков, но только лишь заглянув в хранилища. Из-за проблем с мониторингом 9000 ядерных зарядов не учитываются как часть современных соглашений по соответствующему контролю. Поэтому новая технология радиопроверок решила бы этот давний вопрос и поддержала бы будущие усилия дипломатов, которые заняты ограничением ядерных вооружений.
Чтобы испытать концепцию, учёные установили контейнер с незафиксированными бочками в кампусе Рурского университета в Бохуме, Германия. И следили за объектом с помощью своей технологии радиоволн. На примере этой установки они показали, что так называемые радиоотпечатки можно надёжно воспроизвести с учётом конкретных настроек зеркал. Различные настройки зеркал формировали множество легко различимых радиоотпечатков. Когда исследователи перемещали один из предметов в контейнере, сдвига всего в несколько миллиметров хватало, чтобы в радиосигнале проявились узнаваемые признаки.
Специалисты также анализировали, можно ли расшифровать, как положения зеркал и радиосигналы соответствуют друг другу, используя искусственный интеллект (ИИ). Проще говоря, удастся ли взломать систему. Алгоритмы действительно могут предсказывать радиосигналы, если сопоставят положения зеркал и определённые радиосигналы. Однако поиск взаимосвязи будет занимать тем больше времени, чем больше зеркал в установке. Тобиш объяснил, что при использовании 20 зеркал у вероятного фальсификатора ушло бы восемь недель на расшифровку математических функций. Усилив систему новыми элементами, безопасность можно повысить ещё больше.
Профессор Кристиан Зенгер руководит исследовательской группой по безопасной мобильной связи в Рурском университете в Бохуме, а ещё он гендиректор компании PHYSEC GmbH. Зенгер пояснил, что предложенная технология совершенно по-новому сочетает с межсистемной физикой оценки кибернетической и физической безопасности, ранее доступные только с помощью компьютерных программ и датчиков безопасности. И при этом появляется новый уровень доверия, особенно к интернету вещей.
Исследователи описали, насколько надёжен их подход, в онлайн-журнале Nature Communications. Над разработкой потрудился международный коллектив учёных из Германии, США и специалистов немецкой компании PHYSEC GmbH.
Учёные исходили из сценария, при котором некой условной стране А необходимо гарантированно удостовериться, что страна Б не нарастила запасы ядерного оружия. Причём проводить проверки, не устраивая регулярный мониторинг «на земле». Например, если заметить, как вторая сторона извлекает из хранилища ядерные боеголовки, это укажет на подготовку к развёртыванию оружия массового поражения.
Йоханнес Тобиш из Рурского университета в Бохуме, ныне работающий в промышленности, рассказал, что созданная им с коллегами система задействует две антенны для записи радиосигнала. Одна из антенн излучает радиосигнал, который отражается от стен и предметов в проверяемом помещении. Другая, в хранилище, регистрирует сигнал, фиксируя минимальные изменения. Технология позволяет с надёжностью обнаружить, к примеру, извлечение ядерной боеголовки.
Однако метод сработает при условии, если страна Б измерит специфический сигнал, радиоотпечаток, ровно в тот момент, когда страна А запросит его. Поэтому важно не допустить, чтобы страна Б, уловив запрос, отправила вместо актуального оригинала запись.
Для сравнения подойдёт пример с фотографией, закреплённой перед камерой видеонаблюдения, чтобы подменить реальность
— Йоханнес Тобиш, один из создателей технологии.
Вот почему в контролируемом помещении заранее монтируют установку с 20 вращающимися зеркалами. При изменении положения зеркал изменяется и радиосигнал. И проверяющая страна А должна хотя бы единожды посетить каждый подконтрольный объект и записать радиосигналы для различных положений зеркал и сохранять их в засекреченной базе данных.
Периодически страна А может удалённо попросить страну Б передать радиосигнал для определённого положения зеркал, чтобы сравнить полученные сведения с той или иной записью в своей особой базе данных. Если данные не совпадают, значит, в помещении произвели некие манипуляции.
Себастьен Филипп из Принстонского университета объяснил, что 70% ядерного оружия в мире хранится либо как военный резерв, либо ожидает демонтажных работ. Факт наличия и количество конкретных вооружений на определённых объектах невозможно проверить, например, с помощью спутниковых снимков, но только лишь заглянув в хранилища. Из-за проблем с мониторингом 9000 ядерных зарядов не учитываются как часть современных соглашений по соответствующему контролю. Поэтому новая технология радиопроверок решила бы этот давний вопрос и поддержала бы будущие усилия дипломатов, которые заняты ограничением ядерных вооружений.
Чтобы испытать концепцию, учёные установили контейнер с незафиксированными бочками в кампусе Рурского университета в Бохуме, Германия. И следили за объектом с помощью своей технологии радиоволн. На примере этой установки они показали, что так называемые радиоотпечатки можно надёжно воспроизвести с учётом конкретных настроек зеркал. Различные настройки зеркал формировали множество легко различимых радиоотпечатков. Когда исследователи перемещали один из предметов в контейнере, сдвига всего в несколько миллиметров хватало, чтобы в радиосигнале проявились узнаваемые признаки.
Специалисты также анализировали, можно ли расшифровать, как положения зеркал и радиосигналы соответствуют друг другу, используя искусственный интеллект (ИИ). Проще говоря, удастся ли взломать систему. Алгоритмы действительно могут предсказывать радиосигналы, если сопоставят положения зеркал и определённые радиосигналы. Однако поиск взаимосвязи будет занимать тем больше времени, чем больше зеркал в установке. Тобиш объяснил, что при использовании 20 зеркал у вероятного фальсификатора ушло бы восемь недель на расшифровку математических функций. Усилив систему новыми элементами, безопасность можно повысить ещё больше.
Профессор Кристиан Зенгер руководит исследовательской группой по безопасной мобильной связи в Рурском университете в Бохуме, а ещё он гендиректор компании PHYSEC GmbH. Зенгер пояснил, что предложенная технология совершенно по-новому сочетает с межсистемной физикой оценки кибернетической и физической безопасности, ранее доступные только с помощью компьютерных программ и датчиков безопасности. И при этом появляется новый уровень доверия, особенно к интернету вещей.
- Дмитрий Ладыгин
- techxplore.com
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Кто убивает итальянских волков: зоологи были потрясены кадрами с автоматической камеры
Трагический эпизод показал, что некоторые зоологические теории придется кардинально пересмотреть. У серых хищников есть неожиданные враги...
Очередной миф Николая Карамзина полностью развеян российскими археологами
Оказалось, что Иван Грозный не убивал супругу своего младшего брата. Напротив, с княгиней Ульянией Углицкой случалась куда более таинственная и запутанная...
Самая запрещенная русская сказка: почему «Курочку Рябу» не любили ни цари, ни руководители СССР?
Чтобы эту историю можно было рассказывать советским детям, ее сюжет пришлось изменить самым радикальным образом. Но, может быть, это и к лучшему...
Американский «Чернобыль-80»: эта катастрофа едва не изменила всю историю США
Эксперты говорят: лишь счастливая случайность не позволила взорваться заряду в 600 (!) раз мощнее хиросимской бомбы...
80 лет без Звезды Героя: почему офицер, поставивший Знамя Победы, не получил заслуженную награду при жизни?
Только указ Президента России смог исправить одну из самых вопиющих несправедливостей в советской истории...
Гениальное ДНК-«мошенничество»: ученые раскрыли секрет рыбы, которая плевать хотела на главные законы биологии
100 000 лет успешного клонирования: амазонская моллинезия просто... копирует себя. И при этом удивительно успешно ремонтируют поврежденные гены, насмехаясь над...
«Кровавая» история водопада Блад-Фоллс: почему ученые сравнивают это место с Марсом?
Эта антарктическая аномалия больше века не давала покоя исследователям, но в 2018 году завеса тайны все же приоткрылась...
Почему на Иран обрушился черный дождь и насколько он опасен?
Экологи говорят: агрессивные действия США и Израиля поставили под угрозу здоровье миллионов людей по всей планете...
Каменный топор со дна реки может переписать древнейшую историю Сибири
По словам ученых, получился отличный научный детектив: добыча золота, артефакт бронзового века, забытая цивилизация...
Главный секрет человеческого дыхания: ученые рассказали, почему мы дышим «вахтовым методом»
Эксперты предупреждают: из-за особенности организма многие люди не смогут попасть в космос. Но решение все-таки есть...
43 000 черепков открыли тысячелетние тайны Древнего Египта
Почему глиняная библиотека Атрибиса потрясла весь археологический мир?...
Японец 26 лет ждал, пока раскроют убийство его жены
Как новейшие технологии помогли сдвинуть с места нераскрываемое дело...