Израильские и немецекие ученые разработали новую технологию защиты информации

Новая технология шифрования данных основана на искусственных нейронных сетях (ИНС), компьютерных системах, имитирующих человеческий мозг. Подобно тому, как нервные клетки человека образуют сложное скопление в виде структуры, называемой сетчатым образованием, или ретикулярной формацией, нейронные сети состоят из паутины электронных переключателей, компьютерной имитации таких нервных узлов.

Нейрон — структурная единица человеческого мозга — имеет на 5-6 порядков меньшую скорость срабатывания, чем полупроводниковый логический элемент. Как показали исследования, секрет высокой производительности мозга заключается в огромном количестве нейронов и массивных взаимосвязях между ними. Сеть нейронов, образующая человеческий мозг, представляет собой высокоэффективную комплексную систему обработки информации. Она способна организовать свои нейроны таким образом, чтобы реализовать восприятие образа, его распознание или управление движением, во много раз быстрее, чем эти задачи будут решены самыми современными компьютерами.

ИНС является упрощенной моделью мозга. Она строится на основе искусственных нейронов, которые обладают тем же основным свойством, что и живые: пластичностью. Использование структуры мозга и пластичности нейронов делает ИНС универсальной системой обработки информации. Когда ИНС работает над решением задачи, те ее узлы, которые дают полностью правильный ответ, получают более высокий приоритет, чем те, что ошибаются. Чем с большим количеством задач справилась сеть, тем совершеннее становится ее механизм нахождения правильного ответа.

Двое ученых — Идо Кантер из Minerva Center в городе Рамат-Ган, Израиль, и Вольфганг Кинзель из Института теоретической физики в Вурцбурге, Германия, — задались вопросом, что случится, если использовать две ИНС для взаимного обучения. Опыт проводился с помощью двух сетей на базе традиционного компьютерного оборудования. На каждом этапе обучения исследователи ставили перед каждым компьютером задачу распределения по категориям уникальных, случайно выбранных порций информации, таким образом, чтобы получить такой же ответ, как и у партнера. По завершении каждого этапа, сети сравнивали полученные друг другом результаты.

Исследователи пришли к выводу, что этот феномен можно использовать в криптографии. В настоящее время для безопасного обмена информацией между компьютерами используются коды — ключи, основанные на больших числах. Однако слабость такой системы и заключается в безопасной передаче ключа. Синхронизированные нейронные сети же могут использовать свои скрытые весовые множители в качестве ключей. Применить такую технологию можно там, где требуется быстрая и безопасная передача информации — в мобильных телефонах, видеоконференциях и передаче данных через интернет. Как полагает г-н Кинзель, живые существа используют тот же механизм для передачи информации на разные участки нервной системы.