Nieuwe methode voor kortere routes op internet zorgt voor meer veiligheid

Voor snelle en veilige internetverbinding zijn korte routes van essentieel belang. Maksim Kitsak van de TU Delft heeft een nieuwe methode ontwikkeld om snel de kortste afstand tussen twee knooppunten in een netwerk te berekenen. Hij publiceerde de resultaten van zijn onderzoek afgelopen week in Nature.

Kortste route

Idealiter kiest een router altijd de kortste route naar zijn doelrouter. Dit pad komt dus op basis van vertrouwen, zonder systematische checks, tot stand. Door een verkeerde configuratie, of juist door kwade opzet, kan internetverkeer gemakkelijk via een omweg worden geleid. Dit gebeurt bijvoorbeeld in een land als Rusland of Iran. 

De methode die Maksim samen met zijn collega’s ontwikkelde legt de grondslag voor een oplossing voor het probleem van onnodige of ongewilde omleidingen. Zo kunnen onnodige afwijkingen in de toekomst snel worden opgespoord of zelfs worden voorkomen, met als resultaat een veiliger internet. 

Niet af te luisteren internet voor Rotterdamse haven met Delftse quantumtechnologie

De haven van Rotterdam beschikt binnenkort over een niet te kraken multi-user quantumnetwerk voor kritieke communicatiesystemen.

Doorbraak

Deze doorbraak kan worden beschouwd als de eerste grote stap binnen het gebied sinds het pionierswerk van computerwetenschapper Edsgar Dijkstra. Hij ontwikkelde in de jaren vijftig voor het eerst een netwerkalgoritme. Hiermee kon het kortste pad tussen twee knooppunten in een netwerk gevonden worden. Dit ouderwetse algoritme werkt echter alleen in de veronderstelling dat het hele netwerk vooraf inzichtelijk is. Dit is in de werkelijkheid vrijwel nooit het geval.

Om het kortste pad te vinden in een onvolledig netwerk, is eerst een goede geometrische representatie nodig. Machine-learning biedt hierbij de uitkomst. Zelfs zonder toezicht, met een methode die ‘network embedding’ wordt genoemd, kan een netwerk geometrisch in kaart worden gebracht. Hoewel deze Machine Learning-technieken voor ieder specifiek netwerk opnieuw aan het werk moet, bestaat er voor het internet al een goede ’embedding. Hierdoor kan deze geometrische methode snel toegepast worden.

Toepassingen

Deze methode kan worden toegepast op elke netwerkstructuur. “Onze capaciteit om veilige internetprotocollen te bouwen, complexe ziektes te genezen of pandemieën te voorspellen wordt begrensd door ons vermogen om die kortste route te vinden”, stelt Maksim Kitsak. Hij geeft aan dat zijn methode gebruikt kan worden voor analyse van alle netwerken. Dit kan ook als er maar een klein deel inzichtelijk is, zoals bij de Covid-19 pandemie.

Afbeelding door Freepik ©