ลำดับตอนที่ #30
คืนค่าการตั้งค่าทั้งหมด
คุณแน่ใจว่าต้องการคืนค่าการตั้งค่าทั้งหมด ?
ลำดับตอนที่ #30 : จาก รหัสลิขิต (Cryptex) ถึง ระบบเครื่องกลไฟฟ้าขนาดนาโน
จาก รหัสลิขิต (Cryptex) ถึง ระบบเครื่องกลไฟฟ้าขนาดนาโน (Nano-electromechanical systems; NEMS)
ในนวนิยายเรื่อง The Da Vinci Code ได้มีเนื้อเรื่องบางส่วน ที่เกี่ยวข้องกับการเก็บรักษาข้อความลับ เอาไว้ด้วย “รหัสลิขิต” (cryptex) ซึ่งการที่จะเปิดรหัสลิขิตได้ ต้องอาศัยรหัส ที่เป็นตัวอักษรภาษาอังกฤษ 5 ตัว จากหน้าปัด 5 หน้าปัด โดยที่แต่ละหน้าปัด จะมีตัวอักษรทั้งหมดเท่ากับ 26 ตัวอักษร นั่นหมายความว่ารหัสที่เป็นไปได้ ที่สามารถใช้เปิดรหัสลิขิตนี้ได้ จะมีจำนวนทั้งหมดถึง 265 รหัส หรือเท่ากับ 11,881,376 รหัสเลยทีเดียว!
รูปแสดงลักษณะของรหัสลิขิตที่ปรากฏอยู่ในภาพยนตร์เรื่องรหัสลับระทึกโลก
ในความเป็นจริงแล้ว ศาสตร์แห่งการเข้ารหัสสารสนเทศ (Cryptography) นั้นมีมาตั้งแต่สมัยโบราณกาล โดยการที่เรา นำสารสนเทศ มาเปลี่ยนแปลง เพื่อซ่อนความหมายที่แท้จริงของข่าวสาร เรียกว่า การเข้ารหัส (Encryption) การที่ต้องเข้ารหัส ก็เพื่อทำให้แน่ใจ ว่าคนที่เราไม่ต้องการสื่อสารด้วย จะไม่สามารถอ่านสารสนเทศอ่านข่าวสารของเราได้ ส่วนกระบวนการนำข้อความที่เข้ารหัสไว้ มาถอดรหัสให้ได้ข้อความเดิมเรียกว่า การถอดรหัส (Decryption)
Cryptography เป็นศาสตร์ที่นำคณิตศาสตร์ มาใช้ในการถอดรหัสสารสนเทศ นอกจากนี้ Cryptography ยังช่วยให้เราสามารถส่งสาร ที่เป็นความลับผ่านเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ที่ไม่มีความปลอดภัย เช่น อินเทอร์เน็ต ได้โดยที่ความลับไม่รั่วไหล และจะมีเพียงผู้ที่เราต้องการให้เป็นผู้รับสารเพียงคนเดียวเท่านั้น ที่สามารถอ่านข่าวสารนั้นได้
ในขณะที่ Cryptography เป็นศาสตร์แห่งการเข้ารหัส แต่ในทางกลับกันก็มีอีกศาสตร์หนึ่งนั่นคือ Cryptanalysis ซึ่งเป็นศาสตร์แห่งการวิเคราะห์และถอดรหัส ของสารลับ ที่เกี่ยวข้องกับการหาเหตุผลเชิงวิเคราะห์ โดยใช้เครื่องมือและอุปกรณ์ทางคณิตศาสตร์ ในการหาแบบแผนต่างๆเพื่อถอดรหัสให้ได้
ในตอนนี้ ถ้ามีใครให้ผู้เขียนสร้างรหัส ที่เป็นคำที่มีตัวอักษรภาษาอังกฤษ 5 ตัว ขึ้นมาเพียงคำเดียว ที่สามารถใช้เป็นตัวแทนของนาโนเทคโนโลยี และรวบรวมข้อมูลทางด้านนาโนเทคโนโลยี เอาไว้ได้มากที่สุดว่าควรเป็นคำใด ผู้เขียนเชื่อว่าคำๆนั้นน่าจะเป็นคำว่า
สำหรับการนำนาโนเทคโนโลยี มาประยุกต์ใช้ทางด้านรหัสวิทยา ที่น่าสนใจมากก็คือวิทยาการ “รหัสลับทางควอนตัม (quantum cryptography)” ซึ่งอาศัยหลักการที่ว่า “ปริมาณพื้นฐานทางฟิสิกส์ สามารถตรวจวัดได้ แต่ก็จะเกิดการเปลี่ยนแปลงปริมาณ ที่ต้องการจะตรวจวัดนั้นๆ” ซึ่งเป็นการยืนยันว่า เมื่อมีการดักจับข้อมูล ก็จะทำให้ข้อมูลมีการเปลี่ยนแปลงไป เมื่อผู้รับข้อมูลได้รับข้อมูล ที่มีการเปลี่ยนแปลงไปจากเดิม ก็จะทราบได้ในทันที ว่ามีการดักจับข้อมูลเกิดขึ้น
นอกจากนี้ควอนตัมฟิสิกส์ยังมีหลักความไม่แน่นอน ของไฮเซนเบิร์ก (Heisenberg’s Uncertainty Principle) และยังมีพฤติกรรมที่สลับซับซ้อนต่างๆ อีกมากมาย ยกตัวอย่างเช่น สภาวะ“ซูเปอร์โพสิชัน” (superposition) ที่อนุภาคตัวเดียวสามารถเป็นได้ หลายสถานะในเวลาเดียวกัน เช่นอาจแทนให้เป็นข้อมูลบิต 0 เป็นบิต 1 หรือเป็นทั้งสองอย่างพร้อมกันก็ได้ ด้วยเหตุนี้เองจึงเป็นไปไม่ได้เลยที่นักดักฟัง
หรือพวกมิจฉาชีพ และบุคคลที่เราไม่ต้องการใช้รู้ข้อมูลลับทั้งหลาย จะสามารถแอบล้วงความลับจากการสื่อสารด้วยวิธีการนี้ได้
จึงทำให้ข้อมูลที่สื่อสาร โดยการใช้วิทยาการรหัสลับทางควอนตัม มีความปลอดภัยสูงมาก จึงสามารถนำไปใช้ในการสื่อสารข้อมูล ความลับของทางราชการ ความลับทางทหาร และปลอดภัยในทางการค้าขาย แบบพานิชย์อิเล็กทรอนิกส์ (E-commerce) อย่างเช่น การชำระเงินผ่านบัตรเครดิต เป็นต้น
รูปแสดงหลักการอย่างง่ายในการใช้กุญแจควอนตัม (Quantum encryption key) ที่อาศัยพื้นฐานหลักการของคู่ที่มีการพัวกัน (Entanlged) ของทิศทางการสั่นของสนามไฟฟ้าของโฟตอนเพื่อเข้าและถอดรหัสลับด้วยคำสั่งปฏิบัติการแบบ Bitwise XOR ลงในภาพของ Venus von Willendorf
ระบบเครื่องกลไฟฟ้าจุลภาคหรือเมมส์ (micro-electromechanical systems; MEMS) เป็นอุปกรณ์ หรือระบบที่มีขนาดเล็ก ในระดับไมโครเมตร ซึ่งประกอบด้วยระบบไฟฟ้า และระบบกลไกเชิงกล ซึ่งถูกสร้างขึ้น ด้วยเทคโนโลยีทางด้านสารกึ่งตัวนำ (semiconductor) แบบเดียวกับที่ใช้ ในการผลิตวงจรรวม หรือ ไอซี (integrated circuit; IC) แต่อุปกรณ์เมมส์ จะแตกต่าง ไปจากอุปกรณ์ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ชนิดอื่น ตรงที่เมมส์ สามารถทำหน้าที่เชิงกลได้ เช่น เซ็นเซอร์ (sensors) และ แอ็กชูเอเตอร์ (actuators) ที่มีความจำเป็น ต่อการพัฒนาอุตสาหกรรม หลากหลายประเภท เช่น เทคโนโลยีสารสนเทศ เทคโนโลยีหุ่นยนต์ เทคโนโลยียานยนต์ เทคโนโลยีชีวภาพและการแพทย์ เครื่องมือวัดทางอุตสาหกรรม และอุปกรณ์ชนิดอื่นๆ ที่จำเป็นต่ออุตสาหกรรมในอนาคต
ภาพอุปกรณ์เมมส์ (ซ้าย) และอาร์เรย์ที่เป็นกระจกขนาดจิ๋ว (ขวา)
พัฒนาการของอุปกรณ์เมมส์ ได้เริ่มต้นขึ้นอย่างเป็นรูปธรรมเมื่อประมาณ 20 ปีที่แล้ว และได้เจริญรุดหน้าไปอย่างรวดเร็ว ในปัจจุบันนี้ อุปกรณ์เมมส์ มีขนาดเล็กมากในขณะที่มีศักยภาพสูงจนน่าทึ่ง ไม่ว่าจะกระจกขนาดจิ๋ว (micromirrors) หลายล้านตัว ที่ถูกบรรจุอยู่ในโปรเจกเตอร์ แบบดิจิตอล ไมโครเซ็นเซอร์ ตรวจจับการเคลื่อนไหว (microscale motion sensors) ที่ทำหน้าที่ปล่อยถุงลมนิรภัยในรถยนต์ อุปกรณ์ไมโครฟลูอิดิก (microfluidics) ที่ทำหน้าที่เป็นห้องปฏิบัติการบนแผ่นชิพ (lab-on-a-chip) ที่สามารถใช้วิเคราะห์สารเคมี และชีวเคมีปริมาณน้อยมากๆ ได้ และในอีกไม่นานนี้ อุปกรณ์เมมส์ กำลังถูกย่อส่วนให้มีขนาดเล็กลงจนถึงระดับนาโน (ต่ำกว่า 100 นาโนเมตรลงไป) ให้ได้ ซึ่งนั่นก็คือก ารเริ่มต้นของเทคโนโลยี ระบบเครื่องกลไฟฟ้าขนาดนาโน หรือ เนมส์ (Nano-electromechanical systems; NEMS) นั่นเอง
รหัสลิขิต (Cryptex)
ในนวนิยายเรื่อง The Da Vinci Code ได้มีเนื้อเรื่องบางส่วน ที่เกี่ยวข้องกับการเก็บรักษาข้อความลับ เอาไว้ด้วย “รหัสลิขิต” (cryptex) ซึ่งการที่จะเปิดรหัสลิขิตได้ ต้องอาศัยรหัส ที่เป็นตัวอักษรภาษาอังกฤษ 5 ตัว จากหน้าปัด 5 หน้าปัด โดยที่แต่ละหน้าปัด จะมีตัวอักษรทั้งหมดเท่ากับ 26 ตัวอักษร นั่นหมายความว่ารหัสที่เป็นไปได้ ที่สามารถใช้เปิดรหัสลิขิตนี้ได้ จะมีจำนวนทั้งหมดถึง 265 รหัส หรือเท่ากับ 11,881,376 รหัสเลยทีเดียว!
รูปแสดงลักษณะของรหัสลิขิตที่ปรากฏอยู่ในภาพยนตร์เรื่องรหัสลับระทึกโลก
ในความเป็นจริงแล้ว ศาสตร์แห่งการเข้ารหัสสารสนเทศ (Cryptography) นั้นมีมาตั้งแต่สมัยโบราณกาล โดยการที่เรา นำสารสนเทศ มาเปลี่ยนแปลง เพื่อซ่อนความหมายที่แท้จริงของข่าวสาร เรียกว่า การเข้ารหัส (Encryption) การที่ต้องเข้ารหัส ก็เพื่อทำให้แน่ใจ ว่าคนที่เราไม่ต้องการสื่อสารด้วย จะไม่สามารถอ่านสารสนเทศอ่านข่าวสารของเราได้ ส่วนกระบวนการนำข้อความที่เข้ารหัสไว้ มาถอดรหัสให้ได้ข้อความเดิมเรียกว่า การถอดรหัส (Decryption)
Cryptography เป็นศาสตร์ที่นำคณิตศาสตร์ มาใช้ในการถอดรหัสสารสนเทศ นอกจากนี้ Cryptography ยังช่วยให้เราสามารถส่งสาร ที่เป็นความลับผ่านเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ที่ไม่มีความปลอดภัย เช่น อินเทอร์เน็ต ได้โดยที่ความลับไม่รั่วไหล และจะมีเพียงผู้ที่เราต้องการให้เป็นผู้รับสารเพียงคนเดียวเท่านั้น ที่สามารถอ่านข่าวสารนั้นได้
ในขณะที่ Cryptography เป็นศาสตร์แห่งการเข้ารหัส แต่ในทางกลับกันก็มีอีกศาสตร์หนึ่งนั่นคือ Cryptanalysis ซึ่งเป็นศาสตร์แห่งการวิเคราะห์และถอดรหัส ของสารลับ ที่เกี่ยวข้องกับการหาเหตุผลเชิงวิเคราะห์ โดยใช้เครื่องมือและอุปกรณ์ทางคณิตศาสตร์ ในการหาแบบแผนต่างๆเพื่อถอดรหัสให้ได้
ในตอนนี้ ถ้ามีใครให้ผู้เขียนสร้างรหัส ที่เป็นคำที่มีตัวอักษรภาษาอังกฤษ 5 ตัว ขึ้นมาเพียงคำเดียว ที่สามารถใช้เป็นตัวแทนของนาโนเทคโนโลยี และรวบรวมข้อมูลทางด้านนาโนเทคโนโลยี เอาไว้ได้มากที่สุดว่าควรเป็นคำใด ผู้เขียนเชื่อว่าคำๆนั้นน่าจะเป็นคำว่า
A-T-O-M-S (อะตอม)
ทั้งนี้ก็เพราะว่าทุกสิ่งทุกอย่างล้วนแล้วแต่ประกอบขึ้นมาจากอะตอม และโลกของนาโนเทคโนโลยีก็คือโลกของการจัดการ การประกอบ และการใช้ประโยชน์จากสิ่งต่างๆที่มีความเล็กในระดับของอะตอมนั่นเอง!
สำหรับการนำนาโนเทคโนโลยี มาประยุกต์ใช้ทางด้านรหัสวิทยา ที่น่าสนใจมากก็คือวิทยาการ “รหัสลับทางควอนตัม (quantum cryptography)” ซึ่งอาศัยหลักการที่ว่า “ปริมาณพื้นฐานทางฟิสิกส์ สามารถตรวจวัดได้ แต่ก็จะเกิดการเปลี่ยนแปลงปริมาณ ที่ต้องการจะตรวจวัดนั้นๆ” ซึ่งเป็นการยืนยันว่า เมื่อมีการดักจับข้อมูล ก็จะทำให้ข้อมูลมีการเปลี่ยนแปลงไป เมื่อผู้รับข้อมูลได้รับข้อมูล ที่มีการเปลี่ยนแปลงไปจากเดิม ก็จะทราบได้ในทันที ว่ามีการดักจับข้อมูลเกิดขึ้น
นอกจากนี้ควอนตัมฟิสิกส์ยังมีหลักความไม่แน่นอน ของไฮเซนเบิร์ก (Heisenberg’s Uncertainty Principle) และยังมีพฤติกรรมที่สลับซับซ้อนต่างๆ อีกมากมาย ยกตัวอย่างเช่น สภาวะ“ซูเปอร์โพสิชัน” (superposition) ที่อนุภาคตัวเดียวสามารถเป็นได้ หลายสถานะในเวลาเดียวกัน เช่นอาจแทนให้เป็นข้อมูลบิต 0 เป็นบิต 1 หรือเป็นทั้งสองอย่างพร้อมกันก็ได้ ด้วยเหตุนี้เองจึงเป็นไปไม่ได้เลยที่นักดักฟัง
หรือพวกมิจฉาชีพ และบุคคลที่เราไม่ต้องการใช้รู้ข้อมูลลับทั้งหลาย จะสามารถแอบล้วงความลับจากการสื่อสารด้วยวิธีการนี้ได้
จึงทำให้ข้อมูลที่สื่อสาร โดยการใช้วิทยาการรหัสลับทางควอนตัม มีความปลอดภัยสูงมาก จึงสามารถนำไปใช้ในการสื่อสารข้อมูล ความลับของทางราชการ ความลับทางทหาร และปลอดภัยในทางการค้าขาย แบบพานิชย์อิเล็กทรอนิกส์ (E-commerce) อย่างเช่น การชำระเงินผ่านบัตรเครดิต เป็นต้น
รูปแสดงหลักการอย่างง่ายในการใช้กุญแจควอนตัม (Quantum encryption key) ที่อาศัยพื้นฐานหลักการของคู่ที่มีการพัวกัน (Entanlged) ของทิศทางการสั่นของสนามไฟฟ้าของโฟตอนเพื่อเข้าและถอดรหัสลับด้วยคำสั่งปฏิบัติการแบบ Bitwise XOR ลงในภาพของ Venus von Willendorf
ระบบเครื่องกลไฟฟ้าจุลภาคหรือเมมส์ (micro-electromechanical systems; MEMS) เป็นอุปกรณ์ หรือระบบที่มีขนาดเล็ก ในระดับไมโครเมตร ซึ่งประกอบด้วยระบบไฟฟ้า และระบบกลไกเชิงกล ซึ่งถูกสร้างขึ้น ด้วยเทคโนโลยีทางด้านสารกึ่งตัวนำ (semiconductor) แบบเดียวกับที่ใช้ ในการผลิตวงจรรวม หรือ ไอซี (integrated circuit; IC) แต่อุปกรณ์เมมส์ จะแตกต่าง ไปจากอุปกรณ์ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ชนิดอื่น ตรงที่เมมส์ สามารถทำหน้าที่เชิงกลได้ เช่น เซ็นเซอร์ (sensors) และ แอ็กชูเอเตอร์ (actuators) ที่มีความจำเป็น ต่อการพัฒนาอุตสาหกรรม หลากหลายประเภท เช่น เทคโนโลยีสารสนเทศ เทคโนโลยีหุ่นยนต์ เทคโนโลยียานยนต์ เทคโนโลยีชีวภาพและการแพทย์ เครื่องมือวัดทางอุตสาหกรรม และอุปกรณ์ชนิดอื่นๆ ที่จำเป็นต่ออุตสาหกรรมในอนาคต
ภาพอุปกรณ์เมมส์ (ซ้าย) และอาร์เรย์ที่เป็นกระจกขนาดจิ๋ว (ขวา)
พัฒนาการของอุปกรณ์เมมส์ ได้เริ่มต้นขึ้นอย่างเป็นรูปธรรมเมื่อประมาณ 20 ปีที่แล้ว และได้เจริญรุดหน้าไปอย่างรวดเร็ว ในปัจจุบันนี้ อุปกรณ์เมมส์ มีขนาดเล็กมากในขณะที่มีศักยภาพสูงจนน่าทึ่ง ไม่ว่าจะกระจกขนาดจิ๋ว (micromirrors) หลายล้านตัว ที่ถูกบรรจุอยู่ในโปรเจกเตอร์ แบบดิจิตอล ไมโครเซ็นเซอร์ ตรวจจับการเคลื่อนไหว (microscale motion sensors) ที่ทำหน้าที่ปล่อยถุงลมนิรภัยในรถยนต์ อุปกรณ์ไมโครฟลูอิดิก (microfluidics) ที่ทำหน้าที่เป็นห้องปฏิบัติการบนแผ่นชิพ (lab-on-a-chip) ที่สามารถใช้วิเคราะห์สารเคมี และชีวเคมีปริมาณน้อยมากๆ ได้ และในอีกไม่นานนี้ อุปกรณ์เมมส์ กำลังถูกย่อส่วนให้มีขนาดเล็กลงจนถึงระดับนาโน (ต่ำกว่า 100 นาโนเมตรลงไป) ให้ได้ ซึ่งนั่นก็คือก ารเริ่มต้นของเทคโนโลยี ระบบเครื่องกลไฟฟ้าขนาดนาโน หรือ เนมส์ (Nano-electromechanical systems; NEMS) นั่นเอง
ผู้เขียน: ดร. ณัฐพันธุ์ ศุภกา
เก็บเข้าคอลเล็กชัน
ความคิดเห็น