研究人员在 1200 公里的距离内实现 1 Tbps 的安全数据传输

快速阅读: 据《技术点》称，中国科研人员通过光缆传输实现每秒一太比特数据传输，并嵌入加密，解决了电信行业长期未解的难题。此集成加密通信系统兼容现有设施，仅需固件升级，具有高安全性与商业价值，有望推动未来网络发展。

为什么这很重要：中国研究人员通过1200公里长的光缆传输数据时，达到了每秒一太比特的数据传输里程碑，并且直接将加密嵌入光信号中。这种方法解决了全球电信行业多年未能攻克的难题——即消除任何基于软件的安全层。这一突破由上海交通大学的易立林教授开发，被称为集成加密通信（IEAC）系统。与传统方法如TLS或IPsec不同，这些方法在应用软件级安全的同时使光信号暴露在外，IEAC重新定义了光纤网络内的安全运作方式。它不是保护消息本身，而是以光信号的形式加密信号本身，使得窃听几乎不可能。它使用了一种优化的人工智能技术，称为几何星座成形（GCS）。高速随机数生成器为每次传输创建独特的光模式，该系统将每次传输视为不断变化的光学指纹。结果是，没有精确匹配的模式，信号几乎无法被解码。对于任何拦截者来说，数据看起来都与噪声无异。

在测试中，研究人员通过光纤环路传递信号，模拟色散、非线性和光噪声等情况。他们在完整的3.9 THz C波段的26个信道上进行了测试，每个信道携带双极化32 GBd信号。结果是净数据速率达到1 Tbps，误码率低于2×10⁻²——达到商业级的速度并具备接近军事级别的安全性。除了令人瞩目的数据速率，IEAC的另一个引人注目的是其对现有基础设施的兼容性。与需要专用设备的量子密钥分发（QKD）或混沌加密系统不同，IEAC可以利用标准光学硬件。在许多情况下，部署该系统可能只需要一个固件升级。这种兼容性有望为资金紧张的运营商或希望在不全面改造网络的情况下保障国家通信的国家带来显著优势。

“我们的研究填补了光通信领域安全与传输性能之间存在的空白，”易教授说，“通过将加密嵌入物理层，IEAC为支持人工智能驱动数据需求的安全、高吞吐量网络铺平了道路。”

除了令人瞩目的数据速率，IEAC的另一个引人注目的是其对现有基础设施的兼容性。与需要专用设备的量子密钥分发（QKD）或混沌加密系统不同，IEAC可以利用标准光学硬件。在许多情况下，部署该系统可能只需要一个固件升级。这种兼容性有望为资金紧张的运营商或希望在不全面改造网络的情况下保障国家通信的国家带来显著优势。

易教授和他的团队希望IEAC框架的可扩展性和与当今光基础设施的兼容性将成为全球数据中心、云平台乃至即将到来的6G网络的重要推动者。

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