Zpeněžujte své Blogy a Gadgety: Tipy pro Experty na SEO, Sociální Sítě a Affiliate Marketing

Jak generovat náhodná čísla pomocí kvantové mechaniky

Jak generovat náhodná čísla pomocí kvantové mechaniky

Pokud jste někdy slyšeli náhodná čísla generovaná softwarem budete moc dobře vědět, že náhodnost je jen zdánlivá. Jak je známo, ve skutečnosti se generování čísel řídí standardními pravidly stanovenými programátorem mezi řádky zdrojového kódu jeho softwaru. Stručně řečeno, z dlouhodobého hlediska budou mít posloupnosti čísel tendenci se opakovat a lze je snadno předvídat pomocí algoritmů. reverzní inženýrství. Zřejmě by se to mohlo zdát jako bez problémů, protože náhodná čísla generovaná softwarem nemají v našem každodenním životě žádný význam.

Místo toho je pravdou pravý opak. THE náhodná čísla se používají v kryptografii, jako „záloha“ algoritmů, které obvykle chrání online platby kreditními kartami nebo vaše připojení před útoky hackerů a podobně. Zkrátka, i když si to neuvědomujete, jakmile zapnete počítač a připojíte se ke své emailové schránce, používáte náhodná čísla. Je zřejmé, že čím vyšší je úroveň náhodnosti, tím lepší úroveň ochrany nabízejí kryptografické algoritmy používané službou.

Jak se náhodná čísla používají v kryptografii

Ještě před pár desítkami let náhodná čísla generoval jednoduchý software vytvořený vývojářem s minimální znalostí programovacích jazyků. V závislosti na paměti vyhrazené pro software (na základě binární aritmetiky) se náhodná čísla mohou pohybovat od několika stovek až po několik desítek milionů. Pokud by tedy software měl například jeden bajt paměti (tj. 8 bitů), byl by schopen generovat 256 náhodných čísel (od 0 do 255); kdyby byla paměť zdvojnásobena na 2 bajty (tj. 16 bitů), byl by schopen vygenerovat 65536 náhodných čísel; kdyby se paměť ztrojnásobila na 3 bajty (tj. 24 bitů), byl by schopen vygenerovat 16 777 216 náhodných čísel a tak dále.

Číst:  Co je to Dubsmash, aplikace pro selfie video a jak funguje

Dnes však mohou být náhodná čísla generována algoritmy umělé inteligence nebo převáděním šumu elektřiny na náhodná čísla (tj. malé kolísání napětí, které je zaznamenáno podél jakéhokoli elektrického vedení), ale v obou případech je to po dlouhou dobu generované číselné sekvence by mohly být objeveny, čímž by byly šifrovací algoritmy založené na jejich provozu vážně ohroženy.

K čemu je kvantová mechanika?

A tady vstupuje do hry kvantová mechanika. Pro své vlastní základní principy (jako např Heisenbergův princip neurčitosti nebo Schrödingerův kočičí paradox), události studované kvantovou mechanikou jsou ze své podstaty náhodné a neurčité. To znamená, že i když známe všechny počáteční podmínky fyzického systému, není možné a priori předpovědět, jaký bude jeho konečný stav. Využitím těchto zvláštností skupina vědců z Národní institut pro standardy a technologie vytvořil laserový stroj, který generuje náhodná čísla počínaje jednoduchými fotony.

Laserové světlo

Jak jsme řekli, ve skutečnosti, i když jsou počáteční parametry systému vytvořeného americkými vědci vždy stejné, výsledky experimentů se mohou navzájem velmi lišit. Tým vědců tak vytvořil jakýsi obvod složený z laserů, čoček a zrcadel, ve kterých se „odrážejí“ fotony ve formě laserového světla. Na konci „obvodu“ bude detektor analyzovat konečný stav fotonu: pokud je orientován jedním směrem, bude mít hodnotu „1“, pokud je orientován opačným směrem, bude mít hodnotu „0“. Postup série bude skutečně náhodný a nedefinovaný, jak stanoví principy kvantové mechaniky, a bude nemožné, aby jakýkoli hacker podkopal kryptografické algoritmy.

Číst:  Trh s luxusním zbožím V nadcházejících letech vede nový růst trhu

Vyhlídky do budoucna

Odrážející se laserový paprsek

V současné době nemá vynález amerického výzkumného týmu velký trh. Kromě toho, že zabírá celou budovu, kvantový systém pro generování náhodných čísel vyžaduje masivní a zvláště drahé chladicí systémy. K tomu se přidává jeho relativní pomalost: za 10 minut stroj navržený v laboratořích Národní institut pro standardy a technologie vytváří 1 024 náhodných čísel. Stručně řečeno, stále nedostačující k zajištění vysoké úrovně zabezpečení na kryptografické úrovni. To samozřejmě americké vědce neodradí. Cílem je co nejvíce miniaturizovat systém do té míry, aby se vešel do čipu, a tím snížit náklady, rozměry a spotřebu energie. Když je toho dosaženo, každé elektronické zařízení – ať už je to počítač, chytrý telefon nebo gadget chytrý domov – bude vybavena kvantovým kryptografickým čipem, který definitivně vyřadí algoritmy pro generování náhodných čísel.

2. listopadu 2018

Od společnosti Cultur-e