Представлен инновационный «кристаллический» генератор случайных чисел

Новости МирТесен

Инженеры из Великобритании разработали метод использования кристаллизации для генерации случайных чисел, что позволит усилить безопасность шифрования.

Попытка предсказать последовательность случайных чисел оказывается безуспешной, поскольку любые числа, подобранные человеком, неизбежно содержат определенные закономерности. Даже компьютеры, применяющие специальные алгоритмы для этой цели, не способны генерировать истинно случайные числа; их правильнее называть псевдослучайными.

Эти числа широко востребованы в криптографии, и понимание отклонений от идеальной случайности может предоставить злоумышленникам критически важный ключ к дешифровке защищенной информации. В связи с этим, для систем, требующих повышенного уровня защиты, инженеры обращаются к природным источникам случайных чисел, используя датчики температуры, движения, шума и радиоактивного распада.

Например, в системе Lavarand генерация случайных чисел производится на основе снимков нескольких «лавовых ламп» и движения полужидких капель в масле. А Лерой Кронин (Leroy Cronin) и его коллеги из Университета Глазго нашли еще один нестандартный подход к задаче — и в качестве источника случайных чисел использовали кристаллы. Об этом они пишут в статье, опубликованной в журнале Matter.

Действительно, кристаллическая структура отличается высокой степенью упорядоченности, тем не менее формирование кристалла из жидкого раствора представляет собой последовательность непредсказуемых событий. Точное определение момента начала процесса, скорости роста и количества дефектов в структуре невозможно. В связи с этим Лерой Кронин и ее коллеги применили емкость с перенасыщенным раствором соли и осуществляли наблюдение за ростом кристаллов посредством обычной веб-камеры.

Система автоматически преобразовывала хаотичное изображение роста в последовательность бинарного кода, формируя на его основе случайные числа. Исследователи использовали эти числа, а также псевдослучайную генерацию, полученную от одного из популярных алгоритмов. Для декодирования первого варианта потребовалось значительно больше времени.

Тем не менее, авторы намерены повысить устойчивость своей системы к попыткам взлома. Для этого в процедуру будет добавлено больше случайных факторов, например, посредством проведения химических реакций перед началом кристаллизации. К тому же, прототип потенциально может быть уменьшен в размерах и адаптирован для работы на стандартных персональных компьютерах — по крайней мере, это возможно теоретически.