Criptografia óptica baseada em fatiamento espectral - Messani, Carlos Alberto (2014)
As redes ópticas têm evoluído significativamente nos últimos anos. Apesar dessa evolução, a camada física dessas redes ainda apresenta vulnerabilidades para diversos tipos ataques, incluindo espionagem, intercepção, bloqueio e ataques à infraestrutura física. Para combater ou prevenir as redes desses ataques, é essencial que se adote técnicas que garantam o sigilo das informações. Neste contexto, este trabalho apresenta uma nova técnica de criptografia óptica baseada em fatiamento espectral. Nesta técnica, a codificação é realizada por meio da divisão do sinal óptico em n fatias espectrais. Após a divisão, o sinal de cada fatia passa por um filtro óptico passa banda que tem a função de alocar cada fatia espectral numa determinada frequência. Posteriormente, o sinal pode ser submetido a dois estágios de codificação. No primeiro estágio é realizada a codificação de fase espectral. Nesta a codificação é feita por desvio de fase. No segundo, a codificação é feita por meio de atraso dos bits/símbolos, esta é denominada codificação espectral por atraso. A recuperação do sinal é realizada no decodificador por intermédio da compensação das fases e Atrasos inseridos em cada fatia espectral do codificador. As medições da relação sinal-ruído óptico e das taxas de erro de bits dos sinais codificados, BERc, e decodificados, BERd, foram adotadas como critérios de avaliação da robustez técnica. O desempenho da técnica foi investigado por intermédio de simulação com o software VPI Transmission Maker versão 9.0. Nestas simulações, foram avaliados os sinais nos domínios do tempo e frequência. Foram realizadas simulações com os sinais modulados por X chaveamento diferencial de fase (Differential Phase Shift Keying, DPSK), deslocamento de fase diferencial em quadratura (Differential Quadrature Phase Shift Keying, DQPSK) e modulação de amplitude em quadratura de 16 símbolos (Quadrature amplitude modulation, 16-QAM), com as taxas de transmissões de 40 Gbps para os sinais DPSK e DQPSK e 200 Gbps para os sinais 16-QAM. Os resultados das simulações foram satisfatórios, em todos os casos, BERc foram superiores a 10% de degradação dos sinais e no decodificador BERd foram inferiores a 10-15 que é considerada livre de erros de bits.