AI 与超低能激光器打造超快身份认证系统
沙特阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)的研究团队近期在《自然·电子学》发表论文,提出了一种结合人工智能与超低能量激光的新型超高速认证系统。该系统旨在解决传统静态加密密钥在面对海量物联网设备及云计算环境时响应慢、安全性下降的痛点。 新系统核心在于利用混沌垂直腔面发射激光器(VCSEL)生成独特的硬件指纹。每只激光器在特定条件下产生的光学信号虽极难预测和复制,却具有可识别的统计特征。研究团队将这些物理动态产生的信号作为熵源,配合人工智能算法进行实时验证,并采用生成编码框架保护密钥传输。这种“基于物理动态”的生成方式取代了传统的静态数字存储,相当于为每个设备构建了不可复制的动态身份证。 实验数据显示,该系统性能卓越。单个激光发射器的响应率超过每秒 500 Gbps,密钥生成延迟低至 10 纳秒,且每比特能耗低于 1 皮焦。研究人员还通过调整设备、电流或温度,在同一平台上创造了多种挑战 - 响应条件,验证了其灵活性与可扩展性。 项目负责人万亚廷表示,该工作不仅是展示了混沌光生成的物理现象,更构建了一套完整的动态认证框架,包括密钥生成、AI 验证、安全传输及三维共封装硬件设计。这为云端、边缘计算及物联网系统提供了全新的安全基石。目前该原型仍处于研究阶段,团队计划下一步优化封装工艺、制定标准化制造策略,并在真实环境如温度漂移、器件老化及大规模攻击场景下进行长期测试,最终推动其在实际硬件中的部署。
