Codificação cósmica e armazenamento de transferência (COSMOCATS) para armazenamento de chaves invencível

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 8746 (2023) Citar este artigo

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Até agora, não existe um sistema de armazenamento de chave de criptografia perfeitamente seguro. Desde que o armazenamento de chaves esteja conectado a um sistema de rede, sempre há uma chance de que ele possa ser quebrado. Mesmo se o armazenamento não estiver continuamente conectado a um sistema de rede; é repetidamente necessário que um indivíduo acesse o armazenamento para carregar e baixar os dados; portanto, sempre há uma brecha em todos os sistemas convencionais de armazenamento de chaves de criptografia. Ao utilizar a natureza penetrante dos múons de raios cósmicos, a técnica COSMOCAT (codificação e transferência cósmica) pode resolver esse problema eliminando a necessidade de qualquer conexão de rede para armazenamento de dados. O COSMOCAT foi inventado como uma técnica de geração e distribuição de chaves pós-quânticas para comunicação de campo próximo sem fio. No entanto, em seu primeiro estágio de desenvolvimento, o COSMOCAT contou com comparadores padrão e Sistema de Posicionamento Global (GPS) ou outros Sistemas de Navegação Global por Satélite (GNSS) para a geração de chaves. Os tremores temporais dos sinais emitidos pelos comparadores e as flutuações de frequência nos osciladores disciplinados pelo GPS degradaram a força da chave e a eficiência da geração e distribuição da chave. Novas estratégias são testadas neste artigo para melhorar esses fatores. Como resultado, a força da chave e o limite da taxa de autenticação de chave são respectivamente melhorados em 4 ordens de magnitude e mais de 5 ordens de magnitude. Como consequência, tornou-se possível propor uma metodologia prática para uma nova estratégia de armazenamento e autenticação de chaves que tem o potencial de ser uma defesa inexpugnável contra qualquer tipo de ataque ciber/físico ao armazenamento de dados. Aplicações práticas de criptosistemas de chave simétrica baseados em COSMOCATS para um sistema de assinatura digital eletrônica, comunicação e armazenamento em nuvem também são discutidas.

Embora a computação quântica prometa velocidade e poder sem precedentes para processar dados, ela também apresenta novos riscos para a criptografia de chave pública. À medida que essa tecnologia avança na próxima década, seus novos recursos podem ser explorados para quebrar métodos de criptografia padrão que são amplamente usados ​​para proteger dados de clientes, concluir transações comerciais e fornecer comunicações seguras. Novos esquemas são necessários com urgência para se preparar para a transição para a criptografia pós-quântica, de modo que dados, algoritmos, protocolos e sistemas potencialmente vulneráveis ​​possam ser protegidos adequadamente.

Com todas as soluções arquitetônicas usando chaves criptográficas armazenadas em armazenamento em nuvem, há um limite para o grau de garantia de segurança que o consumidor de nuvem pode esperar obter; isso se deve ao fato de que a organização lógica e física dos recursos de armazenamento está inteiramente sob o controle do provedor de nuvem1. Em particular, os ativos do cliente de serviço em nuvem são suscetíveis a vazamentos e corrupções de chaves. A perda da chave de criptografia de um cliente resulta em graves problemas de segurança2. Os invasores em potencial podem ter o poder de gerar uma nova chave de recriptografia a partir de chaves de recriptografia armazenadas3. Mesmo que as chaves estejam protegidas contra ataques cibernéticos, o sistema de armazenamento ainda é vulnerável, pois, a menos que esteja fisicamente protegido dentro de um cofre subterrâneo sem entrada, sempre existe a possibilidade de uma terceira pessoa acessar fisicamente e roubar os ativos de armazenamento ou o próprio armazenamento . Portanto, um sistema de armazenamento de chave de criptografia inquebrável não pode existir no sentido convencional e, portanto, vários protocolos de segurança foram estabelecidos para minimizar os pontos fracos da segurança do armazenamento de dados4. No entanto, se pudéssemos enviar chaves com segurança (sem usar qualquer rota física, como cabos Ethernet, Wi-Fi, fibras ópticas, Bluetooth etc.) de um servidor conectado à Internet para instalações de armazenamento completamente ocultas dentro de um cofre subterrâneo inacessível (totalmente isolado do ambiente externo), então poderíamos criar um sistema de armazenamento de dados invencível que seria totalmente seguro contra ameaças de segurança, pois seria impossível realizar ataques físicos ou cibernéticos nesse sistema. A segurança do sistema de armazenamento de chaves é crucial nos campos de redes sociais de veículos5, sistemas de compartilhamento de dados baseados em blockchain6, aprendizado de transferência multiround e redes adversárias generativas modificadas7 e internet centrada no consumidor de coisas médicas para aplicativos ciborgues8.