ظهور فناوری Li-Fi با سرعتی ۱۰۰ برابر Wi-Fi و امنیت رمزنگاری‌شده

پژوهشگران کره‌ای با استفاده از نقاط کوانتومی سازگار با محیط زیست، موفق به ساخت دستگاه ارتباط نوری رمزنگاری‌شده‌ای شدند که می‌تواند فناوری Li-Fi را به گزینه‌ای سریع‌تر، امن‌تر و کاربردی‌تر از Wi-Fi تبدیل کند.

کد خبر: ۸۱۵۴۸۱

تاریخ: ۱۰ تير ۱۴۰۴ - ۰۹:۰۹

به گزارش روز سه‌شنبه گروه علمی ایران اکونومیست از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، محققان در کره جنوبی فناوری جدیدی ساخته‌اند که با استفاده از نور، اطلاعات را ۱۰۰ برابر سریع‌تر از وای‌فای منتقل می‌کند. این فناوری که Li-Fi نام دارد، علاوه بر سرعت بالا، امنیت بیشتری هم دارد چون اطلاعات را همان لحظه رمزگذاری و ارسال می‌کند. در آینده می‌توان از آن در مکان‌هایی مثل بیمارستان، هواپیما یا مکان‌های حساس استفاده کرد.

با گسترش روزافزون نیاز به ارتباطات پرسرعت و امن، فناوری Li-Fi (Light Fidelity) به‌عنوان نسل آینده‌ ارتباطات بی‌سیم مطرح شده است. این فناوری به‌جای امواج رادیویی، از طیف نور مرئی (۴۰۰ تا ۸۰۰ تراهرتز) استفاده می‌کند و می‌تواند داده‌ها را با سرعتی تا ۲۲۴ گیگابیت بر ثانیه منتقل کند؛ رقمی که حدود ۱۰۰ برابر سریع‌تر از Wi-Fi فعلی است.

با وجود مزایای بسیار، فناوری Li-Fi یک چالش بزرگ دارد: امنیت. از آنجا که نور قابل مشاهده است، هر فردی که در مسیر آن قرار گیرد، می‌تواند به داده‌ها دسترسی یابد. اما پژوهشی تازه از مؤسسه پیشرفته علم و فناوری کره جنوبی (KAIST) این معضل را نیز حل کرده است.

تیمی به سرپرستی پروفسور “هیم‌چان چو” از دانشکده مهندسی مواد در KAIST، با همکاری “کیونگ-گون لیم” از مؤسسه ملی استاندارد و علوم کره، موفق به توسعه دستگاه نوری رمزنگاری‌شونده‌ای شده‌اند که داده‌ها را ؛ بدون نیاز به تجهیزات جداگانه یا پردازش‌های ثانویه هم‌زمان با ارسال، رمزنگاری نیز می‌کند.

این تیم برای ساخت این دستگاه، از نقاط کوانتومی با سمیت پایین و سازگار با محیط زیست استفاده کرده‌اند. دستگاه طراحی‌شده، نوعی تریود نوری با الکترود نیمه‌تراوا است که با تمرکز میدان الکتریکی در نقاط ریز (pinholes) نور را تولید کرده و اطلاعات دو کانال داده را به‌طور هم‌زمان پردازش می‌کند.

به گفته محققان، این ساختار منحصربه‌فرد، قابلیت رمزنگاری هم‌زمان با انتقال اطلاعات را در خود جای داده و امنیت تبادل داده‌ها را به‌طرز چشم‌گیری افزایش می‌دهد.

یکی از شاخص‌های کلیدی عملکرد چنین دستگاه‌هایی، “بهره کوانتومی خارجی” یا EQE است؛ معیاری که نشان می‌دهد چه میزان از انرژی الکتریکی به نور تبدیل می‌شود. این دستگاه جدید به بهره ۱۷.۴ درصد دست یافته، درحالی‌که آستانه تجاری‌سازی معمول، حدود ۲۰٪ است. همچنین روشنایی آن به ۲۹۰۰۰ نیت رسیده؛ عددی بیش از ۱۰ برابر روشنایی صفحه‌نمایش گوشی‌های هوشمند که معمولاً حدود ۲۰۰۰ نیت هستند.

برای درک بهتر نحوه عملکرد دستگاه، تیم تحقیقاتی از روشی موسوم به “تحلیل الکترولومینسانس گذرا” بهره گرفته‌اند. در این روش، ولتاژ در زمان بسیار کوتاه (در حد چند صد نانوثانیه) به دستگاه اعمال می‌شود و ویژگی‌های نوری حاصل بررسی می‌شود. نتایج این تحلیل نشان داد که حرکت بارها درون دستگاه چگونه باعث رمزنگاری هم‌زمان دو جریان داده شده است.

به گفته پروفسور چو، این پژوهش علاوه بر ارائه سکویی جدید برای ارتباطات نوری با سرعت بالا، راهکاری نوین برای افزایش امنیت تبادل داده‌ها بدون نیاز به زیرساخت‌های پیچیده و هزینه‌بر است. او می‌گوید: این فناوری می‌تواند در آینده‌ای نزدیک در حوزه‌هایی نظیر ارتباطات نظامی، بیمارستان‌ها، هواپیماها، زیرساخت‌های مالی و هر جایی که امنیت داده حیاتی است، کاربرد داشته باشد.

نتایج این پژوهش در ژورنال معتبر Advanced Materials منتشر شده و گامی مهم در مسیر تحقق ارتباطات نوری سریع، سبز و امن به‌شمار می‌رود.