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如何在不泄密的情况下追踪核弹头?

在美国和苏联在20世纪80年代进行历史性的核武谈判期间,“信任,但是核实”成了一个常用词组。现在随着核武器扩散越来越成为一个迫在眉睫的问题,麻省理工学院的研究人员开始研究一种类似于计算机加密的系统,使武器检查员能够追踪核弹头,而无需担心泄露重要的军事机密。

如何在不泄密的情况下追踪核弹头?-E安全

核武器控制的矛盾之处在于,监视战略武器在最不需要时最容易,而在最需要时最难。部分问题是核武器是独一无二的。它们如此具有破坏性。核武器还有另一个问题。它们的建造细节是一个严密守卫的秘密,没有国家想要泄露,但除非直接检查核弹头,否则核查人员如何确定据称存放的炸弹真的是炸弹或复制品?正是出于这个原因,几十年来,大多数军控协议更多地集中在运载系统上,包括导弹、枪支、潜艇和轰炸机,而不是炸弹本身。

为了促进更好的监控,麻省理工学院从数字安全方面着手。大多数花时间担心在互联网上保持数据安全的人都听说过加密。最常见的类型使用数字密钥,这些密钥允许人们加密数据,发送或接收数据,并且解密时不必与其他人共享解密密钥等信息。

如何在不泄密的情况下追踪核弹头?-E安全

由麻省理工学院核科学与工程学助理教授Areg Danagoulian领导的团队的想法是,通过使用类似的技术,只有一种来自物理属性而不是数字密钥,应该有可能让检查人员扫描可疑弹头并确认它是库存中真正的一员,无需了解它是如何组装在一起的。

在数字加密的情况下,可以比较两组加密数据,并显示它们是相同的,因为它们使用相同的加密密钥加密,任何人都可以公开知道,并且序列应该相同。麻省理工学院团队的想法是从用于制造弹头的原子同位素中获取信息,该信息包含确认弹头身份所需的全部信息,但没有透露有关其设计或组件的任何信息。

麻省理工学院将这一过程描述为类似于制作物体的全色图像,然后使用这种方法创建第一幅图像,只用补色。最终的图像是黑色和无特征的。通过对弹头中的同位素进行中子扫描,可以创建类似的无特征记录。

在武器控制的情况下,可以将弹头保持密封在黑匣子中并用中子束扫描以创建密码互逆或密码箔片。如果它被重新扫描并且两个数据不匹配,那么这是假的。事实上,麻省理工学院的研究人员指出,这样做实际上阻止了作弊行为,因为如果炸弹是它声称的那样,那么它的秘密就不会被揭示出来,但是假的将提供一些线索。

到目前为止,麻省理工学院已经对中子的概念进行了广泛的模拟测试,现在想继续在实际的裂变材料上进行尝试。此外,他们正在研究使用光子而不是中子的类似概念。但最终目标是一个更安全的世界。

这项研究发表在《自然通讯》和《美国国家科学院院刊》上。