ข้อมูลทุกชิ้นที่เดินทางผ่านอินเทอร์เน็ต ตั้งแต่ย่อหน้าในอีเมลไปจนถึงกราฟิก 3 มิติในสภาพแวดล้อมเสมือนจริง สามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยเสียงรบกวนที่พบระหว่างทาง เช่น การรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าจากไมโครเวฟหรืออุปกรณ์บลูทูธ ข้อมูลจะถูกเข้ารหัสเพื่อที่ว่าเมื่อไปถึงที่หมายแล้ว อัลกอริธึมการถอดรหัสสามารถยกเลิกผลกระทบด้านลบของเสียงนั้นและดึงข้อมูลต้นฉบับได้
ตั้งแต่ปี 1950 โค้ดการแก้ไขข้อผิดพลาดและอัลกอริธึมการถอดรหัสส่วนใหญ่ได้รับการออกแบบมาร่วมกัน แต่ละรหัสมีโครงสร้างที่สอดคล้องกับอัลกอริธึมการถอดรหัสที่ซับซ้อนและซับซ้อนเป็นพิเศษ ซึ่งมักต้องใช้ฮาร์ดแวร์เฉพาะ
นักวิจัยจาก MIT, Boston University และ Maynooth University ในไอร์แลนด์ได้สร้างชิปซิลิกอนตัวแรกที่สามารถถอดรหัสรหัสใดก็ได้โดยไม่คำนึงถึงโครงสร้างด้วยความแม่นยำสูงสุดโดยใช้อัลกอริธึมการถอดรหัสสากลที่เรียกว่า Guessing Random Additive Noise Decoding (GRAND) . ด้วยการขจัดความจำเป็นในการถอดรหัสที่ซับซ้อนในการคำนวณหลายตัว GRAND จึงสามารถเพิ่มประสิทธิภาพที่อาจมีแอปพลิเคชันในโลกเสมือนจริง การเล่นเกม เครือข่าย 5G และอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อซึ่งต้องอาศัยการประมวลผลข้อมูลปริมาณมากโดยมีความล่าช้าน้อยที่สุด
เน้นเสียงรบกวน
วิธีหนึ่งในการคิดรหัสเหล่านี้คือการแฮชที่ซ้ำซ้อน (ในกรณีนี้คือชุดของ 1 และ 0) ที่เพิ่มที่ส่วนท้ายของข้อมูลต้นฉบับ กฎสำหรับการสร้างแฮชนั้นถูกจัดเก็บไว้ในสมุดรหัสเฉพาะ
ขณะที่ข้อมูลที่เข้ารหัสเดินทางผ่านเครือข่าย จะได้รับผลกระทบจากสัญญาณรบกวนหรือพลังงานที่รบกวนสัญญาณ ซึ่งมักเกิดจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ เมื่อข้อมูลที่เข้ารหัสและสัญญาณรบกวนที่ส่งผลกระทบไปถึงปลายทาง อัลกอริธึมการถอดรหัสจะศึกษาสมุดรหัสและใช้โครงสร้างของแฮชเพื่อเดาว่าข้อมูลที่เก็บไว้คืออะไร
GRAND ทำงานโดยการคาดเดาเสียงรบกวนที่ส่งผลต่อข้อความ และใช้รูปแบบสัญญาณรบกวนเพื่อสรุปข้อมูลต้นฉบับ GRAND จะสร้างชุดของลำดับสัญญาณรบกวนในลำดับที่มีแนวโน้มจะเกิดขึ้น ลบออกจากข้อมูลที่ได้รับ และตรวจสอบเพื่อดูว่า codeword ที่ได้นั้นอยู่ใน codebook หรือไม่
แม้ว่าสัญญาณรบกวนจะปรากฏแบบสุ่มในธรรมชาติ แต่ก็มีโครงสร้างความน่าจะเป็นที่ช่วยให้อัลกอริธึมสามารถเดาได้ว่ามันคืออะไร
“ในทางใดทางหนึ่ง มันก็คล้ายกับการแก้ปัญหา หากมีคนนำรถมาที่ร้าน ช่างจะไม่เริ่มโดยการจับคู่ทั้งรถกับพิมพ์เขียว แต่พวกเขาเริ่มด้วยการถามว่า 'อะไรคือสิ่งที่น่าจะผิดพลาดที่สุด' บางทีก็ต้องใช้แก๊ส หากไม่ได้ผลจะเป็นอย่างไรต่อไป บางทีแบตเตอรี่อาจจะหมด?” เมดาร์กล่าว
ฮาร์ดแวร์นวนิยาย
ชิป GRAND ใช้โครงสร้างแบบสามชั้น โดยเริ่มจากวิธีแก้ปัญหาที่ง่ายที่สุดในขั้นตอนแรก และทำงานจนถึงรูปแบบเสียงที่ยาวและซับซ้อนยิ่งขึ้นในสองขั้นตอนต่อมา แต่ละขั้นตอนทำงานอย่างอิสระ ซึ่งจะเพิ่มปริมาณงานของระบบและประหยัดพลังงาน
อุปกรณ์นี้ยังได้รับการออกแบบให้สลับระหว่างสมุดรหัสสองเล่มได้อย่างราบรื่น ประกอบด้วยชิปหน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่มแบบคงที่สองตัว โดยตัวหนึ่งสามารถถอดรหัสคำรหัสได้ ในขณะที่อีกตัวหนึ่งจะโหลดสมุดรหัสใหม่ จากนั้นจึงสลับไปใช้การถอดรหัสโดยไม่ต้องหยุดทำงาน
นักวิจัยได้ทดสอบชิป GRAND และพบว่าสามารถถอดรหัสโค้ดสำรองที่มีความยาวปานกลางถึง 128 บิตได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยมีเวลาแฝงเพียงประมาณไมโครวินาที
Médard และผู้ทำงานร่วมกันได้แสดงให้เห็นถึงความสำเร็จของอัลกอริทึมก่อนหน้านี้ แต่งานใหม่นี้แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพและประสิทธิภาพของ GRAND ในฮาร์ดแวร์เป็นครั้งแรก
การพัฒนาฮาร์ดแวร์สำหรับอัลกอริธึมการถอดรหัสแบบใหม่ทำให้นักวิจัยต้องละทิ้งความคิดอุปาทานก่อน Médard กล่าว
“เราไม่สามารถออกไปและนำสิ่งที่เคยทำไปแล้วกลับมาใช้ใหม่ได้ นี่เป็นเหมือนไวท์บอร์ดที่สมบูรณ์ เราต้องคิดถึงทุกองค์ประกอบตั้งแต่เริ่มต้นจริงๆ มันเป็นการเดินทางของการพิจารณาใหม่ และฉันคิดว่าเมื่อเราทำชิปตัวต่อไป จะมีสิ่งต่างๆ กับชิปตัวแรกนี้ ซึ่งเราจะตระหนักว่าเราทำโดยปกติหรือสันนิษฐานว่าเราสามารถทำได้ดีกว่านี้” เธอกล่าว
ชิปเพื่ออนาคต
เนื่องจาก GRAND ใช้สมุดรหัสสำหรับการตรวจสอบเท่านั้น ชิปนี้จึงไม่เพียงทำงานร่วมกับรหัสดั้งเดิมเท่านั้น แต่ยังใช้กับรหัสที่ยังไม่ได้เปิดตัวได้อีกด้วย
ในการนำ 5G มาใช้ หน่วยงานกำกับดูแลและบริษัทสื่อสารต่างพยายามหาข้อตกลงร่วมกันว่าควรใช้รหัสใดในเครือข่ายใหม่ ในที่สุดหน่วยงานกำกับดูแลก็เลือกใช้รหัสดั้งเดิมสองประเภทสำหรับโครงสร้างพื้นฐาน 5G ในสถานการณ์ที่ต่างกัน การใช้ GRAND สามารถขจัดความจำเป็นในการสร้างมาตรฐานที่เข้มงวดได้ในอนาคต Médard กล่าว
ชิป GRAND สามารถเปิดขอบเขตของการเขียนโค้ดให้กลายเป็นคลื่นแห่งนวัตกรรมได้
“ด้วยเหตุผลที่ฉันไม่ค่อยแน่ใจนัก ผู้คนเข้าหาการเขียนโค้ดด้วยความเกรงใจ เหมือนกับว่าเป็นมนต์ดำ กระบวนการนี้น่ารังเกียจทางคณิตศาสตร์ ดังนั้นผู้คนจึงใช้รหัสที่มีอยู่แล้ว ฉันหวังว่าสิ่งนี้จะทำให้การสนทนาไม่เป็นไปตามมาตรฐาน ทำให้ผู้คนสามารถใช้รหัสที่มีอยู่แล้วและสร้างรหัสใหม่ได้” เธอกล่าว
ก้าวไปข้างหน้า Médard และผู้ทำงานร่วมกันวางแผนที่จะจัดการกับปัญหาการตรวจจับแบบนุ่มนวลด้วย GRAND เวอร์ชันที่ปรับแต่งใหม่ ชิป. ในการตรวจจับแบบนุ่มนวล ข้อมูลที่ได้รับจะแม่นยำน้อยกว่า
พวกเขายังวางแผนที่จะทดสอบความสามารถของ GRAND ในการถอดรหัสที่ยาวและซับซ้อนยิ่งขึ้น และปรับโครงสร้างของชิปซิลิกอนเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงาน
ELE Times สำนัก
ELE Times นำเสนอรายงานข่าวอิเล็กทรอนิกส์ที่ครอบคลุมทั่วโลก เทคโนโลยี และตลาด นอกเหนือจากการนำเสนอบทความเชิงลึกแล้ว ELE Times ยังดึงดูดผู้ชมที่ใหญ่ที่สุด มีคุณสมบัติเหมาะสม และมีส่วนร่วมสูงในอุตสาหกรรม ซึ่งชื่นชอบเนื้อหาที่ทันเวลา เกี่ยวข้องและรูปแบบยอดนิยมของเรา ELE Times ช่วยให้คุณสร้างการรับรู้ เพิ่มปริมาณการเข้าชม สื่อสารข้อเสนอของคุณไปยังผู้ชมที่เหมาะสม สร้างโอกาสในการขาย และขายผลิตภัณฑ์ของคุณได้ดีขึ้น
-
ELE Times สำนักhttps://www.eletimes.com/author/adminหลีกเลี่ยงความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นด้วยขั้วต่อ N-Type ที่ปิดสนิท
-
ELE Times สำนักhttps://www.eletimes.com/author/adminศูนย์ความเป็นเลิศด้านลมนอกชายฝั่งเปิดตัวร่วมกันโดยรัฐมนตรีทั้งสอง: พลังงานหมุนเวียน
-
ELE Times สำนักhttps://www.eletimes.com/author/adminวิธีที่ครอบคลุมในการใช้พันธะเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพ RF ของแอมพลิฟายเออร์สัญญาณรบกวนต่ำ
-
ELE Times สำนักhttps://www.eletimes.com/author/adminInfineon และ Panasonic เร่งพัฒนาเทคโนโลยี GaN สำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้า GaN 650 V