Чтобы произвести хороший ключ к шифру, нужно чередоваться беспорядочно между 0 и 1’s, ценности так называемых битов, которые формируют основную единицу информации в цифровых устройствах как компьютеры. Однако, когда мы, люди пытаются произвести последовательность чисел, которым мы верим, чтобы быть случайными, она всегда, заканчиваем тем, что были частично предсказуемы, как показано поведенческими исследованиями и статистикой.
Кроме того, кроме наличия бедного схватывания на хаотичности, человеческий мозг также намного медленнее, чем машины, которые могут произвести миллионы чисел в секунду. Это дает хакерам возможность взломать пароли, который пользователь, который, как думают, был безопасен.Квантовая физика как ключ к безопасностиВ течение прошлых двадцати лет исследователи обратились к квантовой физике, характеризуемой ее абсолютно случайными и непредсказуемыми процессами, для развития новых шифровальных методов, и в особенности поколения случайных чисел. «Пошлите фотон (частица света) на полупрозрачное зеркало.
Или это передано через зеркало, или это отражено. Но невозможно, даже в принципе, предсказать заранее, какое из этих двух поведений это примет. Это – основная идея позади квантового поколения случайного числа,» объясняет Николас Бруннер, преподаватель в Отделе Прикладной Физики в Отделении естественных наук UNIGE и ответственный за теоретические аспекты нового исследования.
Мощные квантовые генераторы случайных чисел сегодня доступны коммерчески. Однако одно ограничение существующих устройств – то, что для пользователя невозможно независимо проверить, что произведенные числа на самом деле по-настоящему случайны и не, например, состоявший из цифр π. пользователь должен доверять устройству (и так его производитель), чтобы функционировать правильно, даже после лет использования.
Так, имеет смысл спрашивать, могли ли бы существующие системы быть улучшены с этой точки зрения.Новое самотестирование генераторы случайных чисел«Мы хотели создать устройство, которое может непрерывно проверяться, чтобы гарантировать, что оно функционирует правильно в любом случае, и таким образом гарантируйте, что произведенные случайные числа надежны,» говорит Николас Бруннер.
Чтобы достигнуть этого, физики UNIGE разработали квантовый генератор случайных чисел «самотестирования», который позволяет пользователю проверять в режиме реального времени, что аппарат выступает оптимально и поставляет беспристрастные случайные числа. «Генератор должен решить задачи, для которых мы калибровали его. Если задачи будут решены правильно, числа продукции, как гарантируют, будут случайны.
Если аппарат не найдет правильного решения, хаотичность не гарантируется, и пользователь должен тогда перекалибровать устройство. Это избегает риска использования чисел с мало (или не) хаотичность, например, чтобы произвести пароли, какой хакер мог тогда расколоть» преподавателя Хьюго Цбиндена, с энтузиазмом указывает. Он был ответственен за экспериментальные аспекты исследования.
Действительно, новый генератор позволяет измерять точно качество случайных чисел продукции. Совершенно случайные числа могут тогда дистиллироваться и использоваться для приложений безопасности, таких как создание паролей, которые безопасны против взламывания.
Квантовый генератор случайных чисел самотестирования позволит безопасности паролей и шифровальных протоколов быть увеличенной еще одна метка. Здесь, безопасность гарантируется законами физики самими, а не технологическими ограничениями хакеров.
Это исследование, проводимое физиками в UNIGE, позволяет, чтобы лучшее поняло квантовой хаотичности, а также ее использования в информационных технологиях.