Vidste du, at du måske skylder din kreditkortsikkerhed til en væg af lavalamper? Den atmosfæriske støj kunne have været grunden til, at du vandt din sidste lodtrækningspræmie? Eller at radioaktivt henfald kunne beskytte din identitet? Her er nogle af de mærkeligste og skøreste metoder i den virkelige verden, som generatorer af tilfældige tal bruger til at forblive uforudsigelige.
Hvorfor True Random Number Generatorer har brug for Real-World Seeds
Hvis du vil generere et tilfældigt tal for at spille et spil eller beslutte, hvem der skal købe indkøbene i denne uge, kan du bruge en afprøvet metode som at kaste terninger eller vende en mønt. Men hvis du vil beskytte folks privatliv og sikkerhed på internettet, har du brug for en meget stærkere måde at at vælge tilfældige tal.
For at kryptografi skal være stærk nok til at afskrække tyve og hackere, skal det være uforudsigeligt. Og computere er meget dårlige til uforudsigelighed. Faktisk er de programmeret til at være så pålidelige som muligt, så hver gang din computer kører et program, fungerer det på samme måde. Mens en computer
For at være sikker skal sande tilfældige talgeneratorer (TRNG'er) bruge et uforudsigeligt element, noget som en hacker ikke kan gætte, selvom de kender programmets kode. For at gøre dette tager TRNG normalt noget fra den virkelige verden, for at "seed" de tilfældige tal, som computeren vælger.
Her er nogle af de mærkeligste frø fra den virkelige verden, som generatorer af tilfældige tal bruger til at forhindre hackere:
1. En væg af lavalamper
Cloudflare er en virksomhed, der ifølge deres hjemmeside "bekræfter næsten 10% af alle internetanmodninger for mere end 2,8 milliarder mennesker på verdensplan." Blandt andet beskytter de hjemmesider mod DDOS-angreb og andet hacks. Så det er overflødigt at sige, at deres kryptering skal være upåklagelig. De har brug for at se deres krypteringsprogrammer med et virkelig tilfældigt, uhackbart nummer - men hvordan?
I lang tid brugte Cloudflare, tro det eller ej, en væg af lavalamper kaldet LavaRand at se deres tilfældige talgenerator.
LavaRand lyder skørt, men det fungerede godt. Et kamera, der pegede på LavaRand, tog et video-feed af den meget uforudsigelige lavastrøm og førte den til "kryptografisk sikker pseudotilfældige talgeneratorer." Resultatet var endnu mere uforudsigeligt end tilfældigt talgeneratoren i Linux-operativsystemet system.Dette gav et ekstra lag af sikkerhed til de over 10.000.000 apps og API'er, som Cloudflare beskytter.
2. Tordenvejr
En af de nemmeste at bruge og mest pålidelige kilder til sande tilfældige tal er Random.org. Deres generatorer af tilfældige tal, som bruges til lotteri- og lodtrækninger, onlinespil og meget mere, er drevet af — tordenvejr.
Random.org bruger radioer, der er indstillet mellem stationer, til at opfange forskelle i atmosfærisk støj, som for det meste er påvirket af tordenvejr og lynnedslag. Hver dag rundt om i verden er der omkring 3 milliarder lynnedslag,så der er masser af variation.
Random.org måler atmosfærisk støj forskellige steder rundt om i verden med en høj grad af nøjagtighed, hvilket gør det meget svært at forudsige. Faktisk skulle du være i stand til at overvåge hver partikel i jordens atmosfære for at gøre det.
Nøjagtighedsniveauet er vigtigt, fordi højere nøjagtighed er sværere at gætte eller forudsige. Det er for eksempel ret nemt at gætte, at temperaturen på en solskinsdag er i 80'erne. Det er meget sværere at gætte, at det er 82,17 grader.
Hvis du måler med en høj grad af nøjagtighed og derefter kun bruger decimaltallene, er din tilfældige talgenerator praktisk talt umulig at forudsige.
Hvis du vil vide, om du kan stole på resultaterne, har Random.org en statistisk analyse af, om atmosfærisk støj fungerer virkelig som en tilfældig talgenerator.
3. Dine egne bevægelser
Det Linux styresystem driver computere, servere, husholdningsapparater og endda den internationale rumstation. Det skal have en pålidelig tilfældig talgenerator tilgængelig til forskellige formål. Det opnår dette mål ved at spore sine brugere - eller i det mindste deres bevægelser.
Linux-kernen har en stor pulje af tilfældige tal at trække fra. Da der anmodes om tilfældige tal, fylder den talpuljen op ved at spore musebevægelser og tastaturinput fra dens brugere med en høj grad af nøjagtighed, som beskrevet ovenfor.
Så hvis du bruger Linux til at generere tilfældige tal, kan du faktisk være frøet.
Hvis du gerne vil se denne tilfældige talgenerator i aktion, så prøv den her Musemarkør tilfældig talgenerator. Hvis du vil, kan du teste det ved at tjekke, om hvert ciffer optræder cirka lige så ofte som de andre.
4. Radioaktivt henfald
De fleste af disse måder at se tilfældige talgeneratorer på er umulige at forudsige, men stadig deterministiske - hvilket betyder, at de i teorien er forudsigelige. Vi har i øjeblikket ikke computerkraften til at spore hver partikel i jordens atmosfære, men hvis vi gjorde det, kunne vi knække Random.orgs atmosfæriske støjmønstre. Men HotBits service hos Fourmilab i Schweiz bruger en virkelig tilfældig frøkilde: radioaktivt henfald.
Radioaktive partikler skyder elektroner af med en uforudsigelig hastighed. Virkelig uforudsigelig. Det er ikke bare, at vi ikke har know-how til at vurdere, hvornår den næste partikel vil blive frigivet, det er, at henfaldet er tilfældigt ned til sin kerne. "Selv givet fuldstændig viden om fysikkens love såvel som atomets begyndelsesbetingelser" kan du kun i bedste fald komme med en sandsynlighed for, hvornår den næste elektron vil blive frigivet, ifølge en artikel om Amerikansk videnskabsmand.
Tilfældige talgeneratorer som HotBits bruger en Geiger-tæller til at måle, hvornår elektronerne udsendes for at komme med virkelig tilfældige tal.
5. Lasere
Lasere er en anden måde at generere virkelig tilfældige tal på, med den ekstra fordel, at du kan bruge dem uden at skulle bruge dyrt og farligt radioaktivt materiale. Lasere har den ekstra fordel, at de giver tilfældige tal meget hurtigt.
For eksempel udviklede forskere en chip, der sporer de protoner, som lasere tilfældigt udsender. Hastigheden, hvormed en laser udsender protoner, er lige så tilfældig som den hastighed, hvormed radioaktivitet udsender elektroner. Chippen omdanner derefter resultaterne til elektrisk spænding, som kan måles og konverteres til tilfældige tal.
Konklusion
Generatorer af tilfældige tal er afgørende for den måde, vores internet kører på, måden præmier uddeles på i giveaways, måden vi beskytter vores identiteter og vores økonomiske oplysninger på. Ved at bruge innovative, uventede og endda skøre metoder til at sikre, at tallene virkelig er tilfældige, holder vi alle disse vitale aktiviteter kørende, som de skal.
