Исследователи из Стэнфордского университета разработали фотонную интегральную схему LightHash, которая
LightHash wykorzystuje krzemową fotonikęograniczenie zużycia energii przy zachowaniu wysokiego poziomu bezpieczeństwa. Rozwój opiera się na poprzedniej wersji schematu fotonicznego HeavyHash opracowanego przez ten sam zespół i obecnie używanego przez poszczególne sieci kryptowalut.
Aby bezpiecznie tworzyć bitcoiny lubobsługa jego sieci wymaga obliczenia funkcji skrótu, takiej jak SHA256 lub Heavyhash, aby przekonwertować dane wejściowe na pojedynczą liczbę wyjściową w sposób, który jest zbyt trudny do odwrócenia, wyjaśniają inżynierowie. To właśnie szyfrowanie odpowiada za większość zużycia energii podczas wydobywania kryptowalut.
Jak działa LightHash. Ilustracja: Sunil Pai i in., Optica
Naukowcy zmodyfikowali Heavyhash tak, aby działałze wspólnie opracowanym krzemowym chipem fotonicznym obsługującym sieć 6'6 programowalnych interferometrów. Analiza wykazała, że modyfikacja ta pozwala na niskoenergetyczną obróbkę optyczną mnożeń macierzy, stanowiącą podstawę obliczeń funkcji skrótu, przy zachowaniu dokładności i zmniejszeniu podatności na błędy sprzętowe.
Aby ocenić możliwość wykorzystania LightHashW celu zwielokrotnienia macierzy naukowcy zbudowali układ optyczny do kontrolowania i śledzenia propagacji światła poprzez regulację elementów grzejnych i wyświetlanie siatek na kamerze na podczerwień. Zaimplementowali algorytm eliminacji błędów i ustalili kryteria wykonalności skalowania technologii. Wyniki eksperymentu potwierdziły obliczoną wydajność technologii.
Zasadniczo opracowaliśmy sposób użyciaanalogowych obwodów optycznych do wykonywania operacji mnożenia przy prawie zerowym rozpraszaniu mocy, ale wystarczająco dokładnych, aby można je było wykorzystać w cyfrowym schemacie szyfrowania.
Sunil Pai, jeden z autorów opracowania
Naukowcy zauważają, że abyLightHash ma znaczną przewagę nad cyfrowymi odpowiednikami, obwód fotoniczny musi być skalowany do 64 wejść i wyjść. Będą kontynuować prace nad skalowaniem i optymalizacją zużycia energii w obwodzie fotonicznym.
Czytaj więcej:
Niedźwiedzie rozdzielone w dzieciństwie ponownie się zjednoczyły: zoo opowiedziało, jak to wszystko poszło
Zdjęcie pojawiło się w drugim najgłębszym podwodnym dole krasowym na świecie
Światło we wczesnym wszechświecie: nowa teoria zmienia sposób, w jaki był
Na okładce: chip do fotonicznego łańcucha bloków. Zdjęcie: Uniwersytet Stanforda