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.
