Wussten Sie, dass Sie Ihre Kreditkartensicherheit möglicherweise einer Wand aus Lavalampen verdanken? Dieses atmosphärische Rauschen könnte der Grund gewesen sein, warum Sie Ihren letzten Gewinnspielpreis gewonnen haben? Oder könnte dieser radioaktive Zerfall Ihre Identität schützen? Hier sind einige der seltsamsten und verrücktesten Methoden der realen Welt, die Zufallszahlengeneratoren verwenden, um unvorhersehbar zu bleiben.
Warum echte Zufallszahlengeneratoren echte Seeds brauchen
Wenn Sie eine Zufallszahl generieren möchten, um ein Spiel zu spielen oder zu entscheiden, wer diese Woche die Einkäufe herausnimmt, können Sie eine bewährte Methode wie Würfeln oder Werfen einer Münze verwenden. Aber wenn Sie die Privatsphäre und Sicherheit der Menschen im Internet schützen möchten, brauchen Sie einen viel stärkeren Weg Zufallszahlen auswählen.
Damit Kryptographie stark genug ist, um Diebe und Hacker abzuschrecken, muss sie unberechenbar sein. Und Computer sind sehr schlecht in der Unberechenbarkeit. Tatsächlich sind sie so programmiert, dass sie so zuverlässig wie möglich sind, so dass jedes Mal, wenn Ihr Computer ein Programm ausführt, es auf die gleiche Weise funktioniert. Während ein Computer
Um sicher zu sein, müssen echte Zufallszahlengeneratoren (TRNGs) ein unvorhersehbares Element verwenden, etwas, das ein Hacker nicht erraten kann, selbst wenn er den Code des Programms kennt. Um dies zu tun, nimmt der TRNG normalerweise etwas aus der realen Welt, um die Zufallszahlen, die der Computer auswählt, zu "säen".
Hier sind einige der seltsamsten Samen aus der realen Welt, die Zufallszahlengeneratoren verwenden, um Hacker zu vereiteln:
1. Eine Wand aus Lavalampen
Wolkenflare ist ein Unternehmen, das laut seiner Website "fast 10 % aller Internetanfragen für mehr als 2,8 Milliarden Menschen weltweit." Sie schützen unter anderem Websites vor DDOS-Angriffen und anderen hackt. Es ist unnötig zu erwähnen, dass ihre Verschlüsselung einwandfrei sein muss. Sie müssen ihre Verschlüsselungsprogramme mit einer wirklich zufälligen, nicht hackbaren Zahl versehen – aber wie?
Lange Zeit benutzte Cloudflare, ob Sie es glauben oder nicht, eine Wand aus Lavalampen namens LavaRand um ihren Zufallszahlengenerator zu setzen.
LavaRand klingt verrückt, hat aber gut funktioniert. Eine auf den LavaRand gerichtete Kamera nahm einen Video-Feed des höchst unvorhersehbaren Lavaflusses auf und speiste ihn in "kryptographisch sichere" ein Pseudozufallszahlengeneratoren." Das Ergebnis war noch unvorhersehbarer als der Zufallszahlengenerator im Linux-Betrieb System.Dies bietet eine zusätzliche Sicherheitsebene für die über 10.000.000 Apps und APIs, die Cloudflare schützt.
2. Gewitter
Eine der am einfachsten zu verwendenden und zuverlässigsten Quellen für echte Zufallszahlen ist Random.org. Ihre Zufallszahlengeneratoren, die für Lotterie- und Gewinnspielziehungen, Online-Spiele und vieles mehr verwendet werden, werden von – Gewittern angetrieben.
Random.org verwendet zwischen den Sendern abgestimmte Radios, um Unterschiede im atmosphärischen Rauschen zu erfassen, das hauptsächlich durch Gewitter und Blitzeinschläge beeinflusst wird. Jeden Tag auf der Welt gibt es etwa 3 Milliarden Blitzeinschläge,also viel Abwechslung.
Random.org misst atmosphärisches Rauschen an verschiedenen Orten auf der ganzen Welt mit hoher Genauigkeit, was es sehr schwer vorherzusagen macht. Tatsächlich müsste man dazu in der Lage sein, jedes Teilchen in der Erdatmosphäre zu überwachen.
Der Genauigkeitsgrad ist wichtig, da eine höhere Genauigkeit schwerer zu erraten oder vorherzusagen ist. Zum Beispiel ist es ziemlich einfach zu erraten, dass die Temperatur an einem sonnigen Tag in den 80er Jahren liegt. Es ist viel schwieriger zu erraten, dass es 82,17 Grad sind.
Wenn Sie mit hoher Genauigkeit messen und dann nur die Nachkommastellen verwenden, ist Ihr Zufallsgenerator praktisch nicht vorhersehbar.
Wenn Sie wissen möchten, ob Sie den Ergebnissen vertrauen können, führt Random.org eine statistische Analyse durch, ob atmosphärisches Rauschen funktioniert wirklich als Zufallsgenerator.
3. Deine eigenen Bewegungen
Die Linux-Betriebssystem treibt Computer, Server, Haushaltsgeräte und sogar die Internationale Raumstation an. Es muss ein vertrauenswürdiger Zufallszahlengenerator für verschiedene Zwecke zur Verfügung stehen. Es erreicht dieses Ziel, indem es seine Benutzer – oder zumindest deren Bewegungen – verfolgt.
Der Linux-Kernel verfügt über einen großen Pool von Zufallszahlen, aus denen er schöpfen kann. Wenn Zufallszahlen angefordert werden, füllt es den Zahlenpool auf, indem es Mausbewegungen und Tastatureingaben seiner Benutzer mit einem hohen Maß an Genauigkeit verfolgt, wie oben beschrieben.
Wenn Sie also Linux verwenden, um Zufallszahlen zu generieren, könnten Sie tatsächlich der Keim sein.
Wenn Sie diesen Zufallszahlengenerator in Aktion sehen möchten, probieren Sie ihn hier aus Zufallszahlengenerator für Mauszeiger. Wenn Sie möchten, können Sie es testen, indem Sie prüfen, ob jede Ziffer ungefähr so oft vorkommt wie die anderen.
4. Radioaktiver Zerfall
Die meisten dieser Möglichkeiten, Zufallszahlengeneratoren zu setzen, sind unmöglich vorherzusagen, aber immer noch deterministisch – was bedeutet, dass sie theoretisch vorhersehbar sind. Wir haben derzeit nicht die Rechenleistung, um jedes Teilchen in der Erdatmosphäre zu verfolgen, aber wenn wir es täten, könnten wir die atmosphärischen Rauschmuster von Random.org knacken. Aber die HotBits-Dienst bei Fourmilab in der Schweiz verwendet eine wirklich zufällige Seed-Quelle: den radioaktiven Zerfall.
Radioaktive Teilchen schießen Elektronen mit einer unvorhersehbaren Geschwindigkeit ab. Wirklich unberechenbar. Es ist nicht nur so, dass wir nicht das Know-how haben, um abzuschätzen, wann das nächste Teilchen freigesetzt wird, sondern der Zerfall ist bis in den Kern zufällig. "Auch bei vollständiger Kenntnis der physikalischen Gesetze sowie der Anfangsbedingungen des Atoms" kann man nur bestenfalls eine Wahrscheinlichkeit angeben, wann das nächste Elektron freigesetzt wird, gemäß einer Artikel über Amerikanischer Wissenschaftler.
Zufallszahlengeneratoren wie HotBits verwenden einen Geigerzähler, um zu messen, wann die Elektronen emittiert werden, um echte Zufallszahlen zu erhalten.
5. Laser
Laser sind eine weitere Möglichkeit, echte Zufallszahlen zu generieren, mit dem zusätzlichen Vorteil, dass Sie sie ohne teures und gefährliches radioaktives Material verwenden können. Laser haben den zusätzlichen Vorteil, dass sie sehr schnell Zufallszahlen liefern.
Zum Beispiel entwickelten Forscher a Chip, der die Protonen verfolgt, die Laser zufällig emittieren. Die Geschwindigkeit, mit der ein Laser Protonen emittiert, ist ebenso zufällig wie die Geschwindigkeit, mit der Radioaktivität Elektronen emittiert. Der Chip wandelt die Ergebnisse dann in elektrische Spannung um, die gemessen und in Zufallszahlen umgewandelt werden kann.
Abschluss
Zufallszahlengeneratoren sind entscheidend für die Art und Weise, wie unser Internet funktioniert, wie Preise in Werbegeschenken vergeben werden, wie wir unsere Identitäten und unsere Finanzinformationen schützen. Durch die Verwendung innovativer, unerwarteter und sogar verrückter Methoden, um sicherzustellen, dass die Zahlen wirklich zufällig sind, halten wir alle diese wichtigen Aktivitäten so, wie sie sollten.
