科学家通过将人工智能与全息加密相结合，开发出了超安全的数据保护系统。

他们的方法将激光束扰乱成混乱的模式，使得未经训练的神经网络无法进行解密。这一创新可能会给密码学带来革命性变化。

用于更高级别加密的全息图

随着对数字安全需求的增长，研究人员开发了一种新的光学系统，该系统利用全息图对信息进行编码，从而创造出传统方法无法破解的加密级别。这一进展可能为建立更安全的通信渠道铺平道路，有助于保护敏感数据。

“从日新月异的数字货币到治理、医疗、通信和社交网络，人们对强大的数字防欺诈保护系统的需求持续增长，”来自希腊电子结构与激光研究所、希腊研究和技术基金会以及克里特大学的研究小组组长斯特利奥斯·佐尔察扎基斯说道。“我们的新系统利用神经网络生成解密密钥，而只有加密系统的所有者才能创建该密钥，从而实现了非同寻常的加密级别。”

用人工智能革新密码学

在Optica Publishing Group的高影响力研究期刊《Optica》上，佐尔察扎基斯（Tzortzakis）及其同事描述了这一新系统，该系统使用神经网络来检索以全息图形式存储的精心打乱的信息。他们证明，经过训练的神经网络可以成功解码打乱图像中复杂的空间信息。

“我们的研究为许多应用提供了坚实的基础，特别是密码学和安全无线光通信，为下一代电信技术铺平了道路，”佐尔察扎基斯说。“我们开发的方法即使在严苛和不可预测的条件下也高度可靠，解决了现实世界中的挑战，如恶劣天气等常常限制自由空间光学系统性能的因素。”

安全保密的随机光

研究人员在发现全息图被用于对激光束进行编码时，激光束会完全随机地变得杂乱无章，且无法通过物理分析或计算来识别或检索原始光束形状后，开发出了这一新系统。他们意识到这是安全加密信息的理想方式。

“挑战在于如何解密信息，”佐尔察扎基斯说道。“我们想到训练神经网络来识别这些被扰乱的光模式的极其细微的细节。通过在神经网络中创建数十亿个复杂的连接或突触，我们能够重建原始光束的形状。这意味着我们找到了一种方法来创建特定于每个加密系统配置的解密密钥。”

大功率激光与乙醇的魔力

为了创建一个能完全且混乱地扰乱光束的物理系统，研究人员使用大功率激光与装满乙醇的小比色皿相互作用。该液体不仅价格低廉，而且能在仅几毫米的短传播距离内产生所需的混沌行为。除了改变光束强度外，与液体相互作用的光还表现出热湍流，这极大地增强了混沌扰乱。

成功编码和解码

为了证明这一新方法的有效性，研究人员将其应用于加密和解码成千上万的手写数字以及其他形状，如动物、工具和日常用品等，这些形状均来自用于评估图像检索系统的成熟数据库。在优化实验流程和训练神经网络后，他们表明，神经网络可以90%-95%的准确率检索出加密图像。他们说，通过更广泛的神经网络训练，可以进一步提高这一准确率。

超安全通信的未来

研究人员计划通过增加如双重认证等额外的保护层级来进一步开发这项技术。由于该系统商业化的最大障碍是激光系统的成本和尺寸，他们还在研究成本效益高的替代方案，以取代昂贵且笨重的大功率激光器。

参考文献：《利用神经网络揭示非线性混沌系统中的加密光学信息》，斯特利奥斯·佐尔察扎基斯、玛丽亚·马努西达基和帕纳吉奥蒂斯·康斯坦塔基斯著，发表于2025年2月19日《光学》期刊。数字对象唯一标识符：10.1364/OPTICA.530643