Используя явление, называемое «отрицательной люминисценцией», можно незаметно передавать данные, замаскированные под фоновое тепловое излучение
Тепловое инфракрасное излучение, возникающее при температуре окружающей среды, — малоиспользуемый ресурс для обеспечения безопасной связи. Демонстраций передачи данных в свободном пространстве с использованием теплового излучения было немного, и все они основывались на медленной по своей сути модуляции либо излучательной способности, либо физической температуры широкополосного излучателя абсолютно черного тела, что сильно ограничивало скорость передачи данных.
Большинство методов сокрытия данных при передаче предполагают их маскировку среди других данных или шифрование таким образом, чтобы их нельзя было прочитать без ключа или другого средства дешифровки. Новый метод, напротив, делает данные практически неуязвимыми для перехвата, поскольку нет никаких признаков того, что они вообще передаются. Кроме того, их можно зашифровать традиционными способами для повышения уровня безопасности, как считают исследователи в статье, опубликованной 5 марта в журнале Light: Science & Applications.
Ученые продемонстрировали метод скрытой связи, при котором излучение фотонов быстро модулируется электрическим сигналом как выше, так и ниже уровня пассивного абсолютно черного тела при температуре излучателя. Усреднённое по времени излучение может быть идентично тепловому фону, что позволяет осуществлять связь с нулевой оптической сигнатурой для детекторов с полосой пропускания ниже частоты модуляции. Исследователи показали эту схему, используя как электро-, так и отрицательную люминесценцию в термоизлучающих диодах, что позволяет достичь скорости передачи данных не менее 100 кбит/с и частоты модуляции выше 1 МГц. Обсуждаются перспективы создания излучателей и детекторов со сверхвысокой полосой пропускания (до терагерцового диапазона) с использованием метаоптики и двумерных материалов.
Отрицательная люминесценция, которую использовала команда, могла сделать свечение более тусклым, а не более ярким. Майкл Нильсен, профессор инженерного дела в Университете Нового Южного Уэльса в Сиднее и ведущий автор исследования, сравнил этот процесс с фонариком, который может «проецировать темноту» по сравнению с фоновым освещением, а не просто выключаться.
С помощью устройств, называемых термоизлучающими диодами, команда создала паттерны с более яркими или более темными, чем обычно, состояниями, которые сливаются с типичным инфракрасным «шумом», но могут быть считаны как данные с помощью специальных приемников.
Несмотря на то, что первоначальная скорость передачи данных в 100 кбит/с довольно скромная, Нильсен заявил, что можно добиться и более высоких скоростей. Основным препятствием была доступность некоторых сложных электронных компонентов, которые требовались команде. В принципе, ничто не мешает использовать этот метод для передачи данных со скоростью в десятки мегабит в секунду с помощью существующих устройств, а при использовании более совершенных устройств и детекторов скорость может достигать гигабит в секунду, считают исследователи.
Исследователи предполагают, если вместо нынешнего полупроводникового материала в диодах использовать графен — слой атомов углерода толщиной в один атом, уложенных в виде пчелиных сот, — «мы потенциально сможем достичь скорости передачи данных в гигабитах в секунду, если не в сотнях гигабит».
Сообщение Используя явление, называемое «отрицательной люминисценцией», можно незаметно передавать данные, замаскированные под фоновое тепловое излучение появились сначала на Время электроники.