Memanfaatkan Kunci Enkripsi Biologis untuk Keamanan Tak Terbobol di Dunia Pasca-Kuantum

• Untuk membuat hal-hal aman, perlu untuk menyesuaikan kunci enkripsi yang benar-benar acak yang tidak dapat direverse-engineer.
• Peneliti menggunakan sel T manusia untuk membuat kunci enkripsi.
• Kunci ini memiliki entropi maksimum dan membuatnya mustahil untuk membobol sistem.

Informasi digital tumbuh pada tingkat eksponensial di setiap sektor masyarakat modern, termasuk kesehatan, pertanian, otomasi, komunikasi, dan pertahanan. Data digital dunia diprediksi mencapai 35 zettabyte (atau 35 miliar terabyte) pada tahun 2020.

Menangani sejumlah data yang besar ini telah menjadi salah satu tugas yang paling sulit di industri teknologi informasi. Sekarang ini, kita semakin banyak mendengar tentang pelanggaran data, malware sanderaan, dan sistem yang dibobol, termasuk cerita tentang pemerintah dan perusahaan swasta yang bocorkan informasi ke tangan yang tidak diinginkan.

Sekarang, insinyur di Pennsylvania State University telah menemukan solusi: mereka telah mengembangkan pendekatan untuk membuat kunci enkripsi yang tidak dapat diklon atau direverse-engineer. Pendekatan ini akan bekerja bahkan di era pasca-kuantum di mana komputer dapat menjadi lebih cepat satu juta kali dari superkomputer saat ini.

Saat ini, kita menggunakan algoritma matematika (fungsi satu arah) untuk mengenkripsi data. Algoritma ini menggunakan kunci privat/publik yang membuatnya mudah untuk pergi ke satu arah, tetapi sangat sulit untuk pergi ke arah berbalik atau mengembalikan hal-hal.

Sebagian besar algoritma enkripsi, misalnya, didasarkan pada faktorisasi prima: mereka mengalikan dua bilangan prima besar. Semakin besar nilai yang dihasilkan, semakin lama waktu yang dibutuhkan komputer untuk menemukan bilangan prima asli, yaitu reverse engineering dari hasilnya menjadi tugas yang memakan waktu dan sumber daya.

Karena CPU dan GPU semakin canggih dan komputer kuantum di dekat horizon, teknik enkripsi ini tidak akan bekerja secara efektif di masa depan.

Solusi adalah menyesuaikan kunci enkripsi yang benar-benar acak. Mereka tidak dapat direverse-engineer atau diklon karena tidak ada rumus atau pola dalam prosesnya.

Referensi: Advanced Theory and Simulations | doi:10.1002/adts.201800154 | Penn State

Fungsi Satu Arah Biologis

Bilangan acak yang disebutkan yang dihasilkan pada komputer hanyalah bilangan acak pseudo. Untuk mengidentifikasi hal-hal yang benar-benar acak, seseorang perlu kembali ke alam.

Dalam studi ini, peneliti memilih untuk menganalisis sel T manusia – subtipe sel darah putih yang memainkan peran penting dalam imunitas seluler. Karena tidak ada dasar matematika untuk blok pembangun dasar semua hal hidup, tidak ada mesin yang dapat mengungkapkannya.

Peneliti mengambil citra array 2D acak dari sel T dalam larutan, dan mendigitalkan citra dengan membuat piksel di atasnya, menjadikan ruang kosong 'nol' dan piksel sel T 'satu'.

Kredit citra: Jennifer Mccann / Penn State

Semua jenis sel hidup dapat dipertahankan untuk waktu yang lama, dan karena mereka bergerak secara seragam, mereka dapat diambil citra berulang kali untuk membentuk kunci enkripsi baru. Kunci 2D yang diperoleh dalam penelitian ini memiliki entropi maksimum dan sangat sulit untuk didekripsi melalui serangan paksa apa pun.

Sampai saat ini, tim telah menggunakan 2.000 sel T per kunci enkripsi, yang membuatnya mustahil untuk membobol sistem, bahkan jika musuh memiliki pengetahuan mendalam tentang mekanisme pembuatan kunci, termasuk laju pembuatan kunci, instance sampel kunci, tipe sel, dan densitas sel.

Baca: Mikroskopi Super-Resolusi Dapat Melihat Sel di Ruang dan Waktu

Kita perlu sesuatu yang aman, dan untuk saat ini, sistem keamanan terenkripsi sel ini memiliki potensi untuk menjaga data kami aman dan terlindungi kapan saja dan di mana saja.