Een nieuwe studie toont aan dat terahertz datalinks, die een rol kunnen spelen in ultrasnelle draadloze datanetwerken van de toekomst, zijn niet zo immuun voor afluisteren als veel onderzoekers hebben aangenomen. Het onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift Natuur , laat zien dat het voor een slimme afluisteraar mogelijk is om een ​​signaal van een terahertz-zender te onderscheppen zonder dat de inbraak bij de ontvanger wordt gedetecteerd.

"De conventionele wijsheid in de terahertz-gemeenschap is dat het vrijwel onmogelijk is om een ​​terahertz-datalink te bespioneren zonder dat de aanval wordt opgemerkt, " zei Daniël Mittleman, een professor aan de Brown University's School of Engineering en een co-auteur van het onderzoek. "Maar we laten zien dat onopgemerkt afluisteren in het terahertz-rijk gemakkelijker is dan de meeste mensen hadden aangenomen en dat we bij het ontwerpen van netwerkarchitecturen aan beveiligingsproblemen moeten denken."

Door de hogere frequentie terahertz-straling kan tot 100 keer meer gegevens vervoeren dan de microgolven die tegenwoordig in draadloze communicatie worden gebruikt, wat terahertz een aantrekkelijke optie maakt voor gebruik in toekomstige draadloze netwerken. Samen met verbeterde bandbreedte, ook is algemeen aangenomen dat de manier waarop hoogfrequente golven zich voortplanten natuurlijk de veiligheid zou verbeteren. In tegenstelling tot magnetrons, die zich voortplanten in groothoekuitzendingen, terahertz-golven reizen in smal, zeer gerichte stralen.

"In microgolfcommunicatie, een afluisteraar kan vrijwel overal in de zendkegel een antenne plaatsen en het signaal oppikken zonder de beoogde ontvanger te storen, "Zei Mittleman. "Ervan uitgaande dat de aanvaller dat signaal kan decoderen, ze kunnen dan afluisteren zonder te worden gedetecteerd. Maar in terahertz-netwerken, de smalle bundels zouden betekenen dat een afluisteraar de antenne tussen de zender en ontvanger zou moeten plaatsen. De gedachte was dat er geen manier zou zijn om dat te doen zonder een deel of het hele signaal te blokkeren, die een afluisterpoging gemakkelijk detecteerbaar zou maken door de beoogde ontvanger."

Mittleman en collega's van Brown, Rice University en de University in Buffalo wilden dat idee testen. Ze zetten een directe line-of-site terahertz-datalink op tussen een zender en ontvanger, en geëxperimenteerd met apparaten die signalen kunnen onderscheppen. Ze waren in staat om verschillende strategieën te laten zien die signalen konden stelen zonder te worden gedetecteerd, zelfs wanneer de gegevensdragende straal erg gericht is, met een kegelhoek van minder dan 2 graden (in tegenstelling tot microgolftransmissie, waarbij de hoek vaak wel 120 graden is).

Een reeks strategieën omvat het plaatsen van objecten aan de uiterste rand van een straal die in staat is een klein deel van de straal te verstrooien. Om een ​​datalink betrouwbaar te maken, de diameter van de straal moet iets groter zijn dan de opening van de ontvanger. Dat laat een stukje signaal achter voor een aanvaller om mee te werken zonder een waarneembare schaduw op de ontvanger te werpen.

De onderzoekers toonden aan dat een plat stuk metaal een deel van de straal kan omleiden naar een secundaire ontvanger die wordt bediend door een aanvaller. De onderzoekers waren in staat om een ​​bruikbaar signaal te verkrijgen bij de tweede ontvanger zonder noemenswaardig vermogensverlies bij de primaire ontvanger.

Het team toonde een nog flexibelere aanpak (vanuit het perspectief van de aanvaller) door een metalen cilinder in de balk te gebruiken in plaats van een vlakke plaat.

"Cilinders hebben het voordeel dat ze licht in alle richtingen verstrooien, een aanvaller meer opties geven bij het instellen van een ontvanger, " zei Josep Jornet, een assistent-professor in de techniek bij Buffalo en een co-auteur van een studie. "En gezien de fysica van terahertz-golfvoortplanting, zelfs een zeer kleine cilinder kan het signaal aanzienlijk verstrooien zonder de zichtlijn te blokkeren."

De onderzoekers demonstreerden verder een ander type aanval met een verliesvrije bundelsplitser die ook moeilijk zou zijn, zo niet onmogelijk, detecteren. De bundelsplitser die voor een zender is geplaatst, zou een aanvaller in staat stellen net genoeg te stelen om nuttig te zijn, maar niet zozeer dat er alarmbellen zouden rinkelen bij netwerkbeheerders.

Het komt neer op, zeggen de onderzoekers, is dat hoewel er inherente beveiligingsverbeteringen zijn verbonden aan terahertz-verbindingen in vergelijking met lagere frequenties, deze beveiligingsverbeteringen zijn nog verre van onfeilbaar.

"Het beveiligen van draadloze transmissie van afluisteraars is een uitdaging geweest sinds de dagen van Marconi, " zei Edward Ridderlijk, hoogleraar elektrische en computertechniek aan de Rice University en een co-auteur van een studie. "Terwijl terahertz-bands een enorme sprong in deze richting maken, we hebben helaas geconstateerd dat een vastberaden tegenstander nog steeds effectief kan zijn in het onderscheppen van het signaal."