爱因斯坦的狭义相对论,可以帮助创造无法被破解的ATM

爱因斯坦的狭义相对论,可以帮助创造无法被破解的ATM

你要去街角咖啡馆喝一杯浓缩咖啡。进入后,您会遇到可怕的“仅限现金”标志。“没问题,”你一边想,一边向最近的自动取款机走去。您到达机器前,取出借记卡,插入磨损的芯片,然后将手伸入迷你防护罩中,同时输入您的密码。然而,在此过程中,狡猾的小偷可能已经看穿了您不起眼的安全措施。他们甚至可能会先发制人地入侵取款机以收集您的代码。为了提取咖啡钱,你实际上冒着被盗的风险。

有没有更安全的方法来做到这一点?来自加拿大和瑞士的一组研究人员决心找出答案。他们本月早些时候在《自然》杂志上发表了一份蓝图,详细介绍了一种将彻底改造该系统的超安全提款机。日内瓦大学物理学家、该研究的合著者塞巴斯蒂安·迪戈勒(SébastienDesignolle)说:“在做任何与识别相关的事情时,假设信任设备是一个问题。”“放弃所有假设”是他和其他研究人员在提出更安全的取回现金机制时所遵循的座右铭。将他们的想法与物理学家阿尔伯特·爱因斯坦的狭义相对论联系起来,他们建议用所谓的零知识证明取代PIN系统。这是它的工作原理。

实践证明

还记得脑筋急转弯吗?零知识证明就像是此类思维游戏的成人版。在研究安全通信的密码学中,它们是A方向B方证明他们知道某些事情的一种方法。问题是,A方(证明者)不能向B方(验证者)透露他们知道的信息。但是有一种方法可以让A方绕过警告。假设您有一个名叫琼斯的朋友,他只能看到黑白,但可以看到彩色。你的目标是向琼斯证明你实际上可以看到颜色。如果你要使用零知识证明,它可能是这样的:琼斯在你面前拿着一张红牌和一张蓝牌。然后,在他背后,他要么交换它们,要么不交换它们。他又把它们摆在你面前,问道:“我换过它们了吗?”

这个游戏可以重复一百次,你总会得到正确的答案,因为你可以看到颜色。经过多次迭代,琼斯最终会说,“好吧,我相信你。你可以看到颜色。”?那时,你已经向他展示了你的颜色识别能力,而没有透露你看到的颜色。“在我们的研究中,”Designolle解释说,“证明是图形的三色性。”?阿尔伯特·爱因斯坦的狭义相对论可以得到新的实际应用。

 

这个想法背后有一些传说。三色性是一个臭名昭著的数学问题?,理论家研究了多年。它提出了一个问题:如何用三种色调为巨大的形状图着色,使相同的颜色永不接触?这不会像我们习惯的世界地图。它将如此巨大,以至于人类需要技术来理解它,但即使有这样的帮助,Designolle表示,找到一种三色解决方案也需要数年时间。将这个概念带到ATM上,他建议为每个人提供一个设备,其中包含一张带有预编程的三色解决方案的独特彩色地图。要提取现金,您需要将设备插入ATM上的外部插座,在这种情况下是验证器。机器会询问您的设备或证明者,并提出数十万个有关地图颜色部分的问题。尽管三色性很复杂,但您的设备会立即响应,因为它已经过预编程。?

此外,由于每一轮查询都是随机的,即使验证者询问不同的边缘,ATM也永远不会收到足够的信息来了解完整的地图,Designolle解释说,“这是关键点。”最终,就像琼斯的情况一样,自动取款机将验证您的身份并因为您的设备始终正确的回答而提取您的现金——就像琼斯所说的那样,“好吧,我相信你。你可以看到颜色。

 

这项发明似乎很可靠——至少对我来说是这样。但Designolle和他的团队旨在放弃所有假设。他们还没有完全相信三色地图系统的安全性。他们争辩说,假设有人可以记录您设备关于其地图的稀疏答案,并尝试反向计算全图,从而使他们能够伪造您的身份。

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