Cosmic-ray muons کو خفیہ نگاری کا نظام بنانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

زمین کی سطح پر کائناتی شعاعوں کی بے ترتیب آمد کے اوقات کو خفیہ پیغامات کو انکوڈ کرنے اور ڈی کوڈ کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے - کے مطابق ہیرویوکی تاناکا ٹوکیو یونیورسٹی میں اس کا دعویٰ ہے کہ نئی سکیم دوسرے کرپٹوگرافک سسٹمز سے زیادہ محفوظ ہے کیونکہ اس میں پیغام بھیجنے اور وصول کرنے والے کو خفیہ کلید کا تبادلہ کرنے کی ضرورت نہیں ہے۔ لیب میں ٹیکنالوجی کے اہم پہلوؤں کی تصدیق کرنے کے بعد، اس کا خیال ہے کہ یہ دفاتر، ڈیٹا سینٹرز اور نجی گھروں میں مختصر فاصلے پر استعمال کے لیے تجارتی طور پر مسابقتی ہوگی۔

کرپٹوگرافک پروٹوکول میں ایک خفیہ کلید بنانا اور تقسیم کرنا شامل ہے جو پیغامات کو خفیہ کرنے اور ڈکرپٹ کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ آج کل، عام طور پر استعمال ہونے والے خفیہ نگاری کے نظام کو ان لوگوں کے ذریعے کریک کیا جا سکتا ہے جو بہت بڑی تعداد کے بنیادی عوامل کو تلاش کرنے کی صلاحیت رکھتے ہیں۔ روایتی کمپیوٹرز کا استعمال کرتے ہوئے یہ کرنا انتہائی مشکل ہے لیکن مستقبل کے کوانٹم کمپیوٹرز کا استعمال کرتے ہوئے یہ بہت آسان کام ہونا چاہیے۔

اس خطرے سے نمٹنے کے لیے آپشنز میں خود کوانٹم بھی شامل ہے - ہائیزن برگ کے غیر یقینی اصول کا استعمال اس بات کو یقینی بنانے کے لیے کہ کوئی بھی چھپنے والا اس عمل میں اپنی موجودگی کو ظاہر کیے بغیر کلید نہیں چرا سکتا۔

کوانٹم خامیاں

تاہم، اس "کوانٹم کلیدی تقسیم" میں بھی اپنی خامیاں ہیں۔ سائنس دانوں نے دکھایا ہے کہ انکرپشن ہارڈویئر میں کمزوریوں کا فائدہ اٹھانا ممکن ہے، جیسے کہ سنگل فوٹون ڈٹیکٹر پر روشن روشنی کو کلاسیکی آلات میں تبدیل کرنے کے لیے۔ اس خاص مسئلے سے کلیدی بٹس کا پتہ لگانے کے لیے کسی تیسرے فریق (جو قابل بھروسہ نہیں ہونا چاہیے) کا استعمال کر کے بچا جا سکتا ہے، لیکن یہ انتظام سیدھے دو فریقی خفیہ کاری سے زیادہ مہنگا ہے۔

تاناکا کی نئی تجویز بے ترتیب ہونے کے قدرتی اور ہمیشہ سے موجود وسائل: کائناتی رے میونز کی طرف متوجہ ہو کر چھپنے والوں کو شکست دینے کے لیے ڈیزائن کی گئی ہے۔ کائناتی شعاعیں، جو کہ بنیادی طور پر پروٹون ہیں، گہری خلا سے زمین پر برستی ہیں اور جب فضا میں نیوکللی سے ٹکراتی ہیں تو پیئنز اور دیگر ذرات کی بارشیں پیدا کرتی ہیں۔ وہ pions پھر muons، جو الیکٹران کے بھاری ورژن ہیں میں سڑنا. یہ میونز ایک دوسرے سے مکمل طور پر آزادانہ طور پر زمین کی سطح سے ٹکراتے ہیں اور بڑی مقدار میں ٹھوس مواد سے گزرنے کے قابل ہوتے ہیں جبکہ مواد کو آئنائز کرکے اپنی توانائی کا ایک چھوٹا سا حصہ کھو دیتے ہیں۔

خیال یہ ہے کہ پیغام بھیجنے والے اور وصول کنندہ کو ایک دوسرے کے اتنا قریب رکھا جائے کہ وہ دونوں ایک ہی کائناتی شعاعوں کی بارشوں کے سامنے آتے ہیں اور شاور کے اندر مخصوص muons کی اپنی الگ الگ شناخت کر سکتے ہیں - یعنی وہ ذرات جن کی رفتار پکڑنے والوں کو عبور کرتی ہے۔ دونوں افراد کی. ہر ایک ان موون کی آمد کے وقت کو ریکارڈ کرنے اور کرپٹوگرافک کیز کے لیے بے ترتیب ڈیٹا کے طور پر ٹائم اسٹامپ کا استعمال کرتے ہوئے، بھیجنے والا اور وصول کنندہ آزادانہ طور پر ایک دوسرے کو چابیاں بھیجے بغیر ایک ہی خفیہ کلیدیں بنا سکتے ہیں۔

ہم وقت ساز گھڑیاں

اس بات کو یقینی بنانا کہ بھیجنے والا اور وصول کنندہ چابیاں بنانے کے لیے ایک ہی muons کا استعمال کرتے ہوئے دو کھوجوں کے درمیان درست وقت کی تاخیر پر کام کرنے پر انحصار کرتا ہے، جو احتیاط سے ہم آہنگی کرتے ہوئے ڈیٹیکٹرز (میونز عام طور پر روشنی کی رفتار کے 99.95% پر سفر کرتے ہیں) کے درمیان فاصلے کو جان کر کیا جاتا ہے۔ ہر سرے پر گھڑیاں۔ مقامی گھڑیوں جیسے کرسٹل آسیلیٹرز کی ٹک ٹک کو مربوط کرنے کے لیے عالمی پوزیشننگ سسٹم کا استعمال کرتے ہوئے مطابقت پذیری حاصل کی جا سکتی ہے۔

تاناکا اپنی تکنیک کو "کاسمک کوڈنگ اینڈ ٹرانسفر" (COSMOCAT) کہتا ہے اور اس میں دو ڈٹیکٹر استعمال کیے جاتے ہیں جو ایک پلاسٹک سنٹیلیٹر اور ایک فوٹو ملٹی پلیئر ٹیوب کے ساتھ میوون کی آمد کی پیمائش کرتے ہیں۔ پچھلے سال جون میں چار مختلف دنوں پر ٹیسٹ کرتے ہوئے، اس نے ظاہر کیا کہ muons واقعی وقت کے ساتھ بے ترتیب پوائنٹس پر پہنچتے ہیں - Poissonian تقسیم کے بعد ایک مخصوص مدت میں واقعات کی ایک دی گئی تعداد کا مشاہدہ کرنے کا امکان۔ اس نے یہ بھی دکھایا کہ دونوں ڈٹیکٹر مسلسل ایک جیسے، بے ترتیب ٹائم سٹیمپ تیار کرتے ہیں۔

تاہم، GPS سگنلز اور اس تجربے کو انجام دینے کے لیے استعمال ہونے والے الیکٹرانکس کی حدود کی وجہ سے وہ تقریباً 20 فیصد معاملات میں صرف عام مونون کا پتہ لگانے میں کامیاب رہا (دیگر بے ترتیب ذرات کی روک تھام کے برعکس)۔ اس مسئلے پر قابو پانے میں وصول کنندہ کو ایک دیئے گئے پیغام کو آزمانے اور ڈی کوڈ کرنے کے لیے متعدد کلیدوں کا استعمال کرنا شامل ہے اور پھر اگلے پیغام پر صرف ایک بار جب وصول کنندہ نے کامیابی کا اشارہ دیا تھا۔

سمارٹ عمارتیں۔

یہ اضافی اقدامات ڈکرپشن کے عمل میں وقت کا اضافہ کرتے ہیں اور اس طرح اس شرح کو کم کرتے ہیں جس پر ڈیٹا منتقل کیا جا سکتا ہے۔ اس کے باوجود، تاناکا کا کہنا ہے کہ یہ نظام اب بھی موجودہ ٹیکنالوجی سے کافی تیز ہوگا۔ درحقیقت، متفقہ کھوج لگ بھگ 20 ہرٹز کی اوسط سے ہوئی، جس سے کم از کم 10 ایم بی پی ایس کی ڈیٹا ٹرانسمیشن کی شرح ہوتی ہے۔ یہ 10 kbps سے تیز ہے جو کہ بلوٹوتھ لو انرجی جیسے مقامی نیٹ ورک سسٹم کی مخصوص ہے۔ اس کا خیال ہے کہ اس بڑی بینڈوتھ کو نئی اسکیم کو مختصر فاصلے کے وائرلیس مواصلات کے لیے پرکشش بنانا چاہیے جیسے کہ "سمارٹ" عمارتوں کے اندر سینسر کو جوڑنا اور مستقبل کی الیکٹرک گاڑیوں کی پاورنگ کے دوران محفوظ طریقے سے معلومات کا تبادلہ کرنا۔

Muons: جوہری فضلہ کی گہرائیوں کی جانچ کرنا

تاناکا کی طرح، مائیکل مانیاٹاکوس متحدہ عرب امارات میں نیویارک یونیورسٹی ابوظہبی نے خفیہ نگاری کے لیے کائناتی میونز سے ایک بے ترتیب نمبر جنریٹر تیار کرنے پر کام کیا ہے۔ لیکن اس نے اور اس کے ساتھیوں نے پایا کہ موون زمین کی سطح پر اتنی تعداد میں نہیں پہنچتے ہیں کہ ایک مناسب چھوٹے ڈیٹیکٹر سے مقررہ وقت میں کافی "اینٹروپی" پیدا کر سکیں۔ "ہماری تحقیق سے یہ نتیجہ اخذ کیا گیا ہے کہ حقیقی نظام میں بے ترتیب پن کو حاصل کرنے کے لیے muons ایک عملی نقطہ نظر نہیں ہیں،" وہ کہتے ہیں۔

تاناکا تسلیم کرتا ہے کہ موون کا پتہ لگانے کی شرحیں ٹیکنالوجی پر حدود رکھتی ہیں لیکن اصرار کرتی ہیں کہ تقریباً 10 میٹر تک کی دوری پر وائرلیس مواصلات کے لیے شرحیں کافی ہیں۔ اپنے مظاہرے میں اس نے کافی بڑے ڈٹیکٹر استعمال کیے – ہر ایک کی پیمائش 1 میٹر تھی۔² - بٹ ریٹ کو زیادہ سے زیادہ کرنے کے لیے۔ تاہم، تاناکا کا خیال ہے کہ وہ ڈیٹیکٹرز کو ان کے موجودہ سائز کے پانچویں حصے تک سکڑ کر کلیدی جنریشن ریٹ کو پانچ کے فیکٹر سے بڑھا سکتا ہے۔ اس ٹیکنالوجی کو مکمل کرنے میں کتنا وقت لگے گا، اس کا کہنا ہے کہ اس کے پاس پانچ سال کے اندر کام کرنے والا پروٹو ٹائپ ہونا چاہیے۔

اسکیم میں ایک ممکنہ کمزوری، وہ نوٹ کرتا ہے، یہ امکان ہے کہ ایک ایو ڈراپر بھیجنے والے اور وصول کنندہ کے آلات کے درمیان ایک تیسرا پتہ لگانے والا رکھ سکتا ہے اور آزادانہ طور پر muon کے حملوں کو ریکارڈ کرسکتا ہے۔ اس کا خیال ہے کہ اس طرح کا کوئی بھی منصوبہ "مکمل طور پر ناقابل عمل" ہوگا لیکن ان کا کہنا ہے کہ یہ نظام ایک بلٹ ان حفاظت کے ساتھ آتا ہے - GPS سیٹلائٹ کے ذریعہ نشر ہونے والے معیاری وقت کے مقابلے میں ایک چھوٹا سا وقتی آفسیٹ۔ یہ آفسیٹ، جسے بات چیت کرنے والی جماعتیں اپنی پسند کے کسی بھی وقت تبدیل کر سکتی ہیں، اس کی وجہ سے سننے والے کو موون کی آمد کے اوقات پر اختلاف ہو جاتا ہے - اس کے نتیجے میں، وہ کہتے ہیں، کہ وہ "پیغام کو ڈی کوڈ کرنے کی کلید نہیں چرا سکتے"۔

تحقیق میں بیان کیا گیا ہے۔ iScience.

• SEO سے چلنے والا مواد اور PR کی تقسیم۔ آج ہی بڑھا دیں۔
• پلیٹو بلاک چین۔ Web3 Metaverse Intelligence. علم میں اضافہ۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• ماخذ: https://physicsworld.com/a/cosmic-ray-muons-used-to-create-cryptography-system/