Γνωρίζατε ότι μπορεί να οφείλετε την ασφάλεια της πιστωτικής σας κάρτας σε έναν τοίχο από λάμπες λάβας; Αυτός ο ατμοσφαιρικός θόρυβος μπορεί να ήταν ο λόγος που κέρδισες το βραβείο της τελευταίας σου κλήρωσης; Ή ότι η ραδιενεργή διάσπαση θα μπορούσε να προστατεύει την ταυτότητά σας; Εδώ είναι μερικές από τις πιο περίεργες και παράξενες μεθόδους του πραγματικού κόσμου που χρησιμοποιούν οι γεννήτριες τυχαίων αριθμών για να παραμείνουν απρόβλεπτες.
Γιατί οι γεννήτριες πραγματικών τυχαίων αριθμών χρειάζονται σπόρους πραγματικού κόσμου
Αν θέλετε να δημιουργήσετε έναν τυχαίο αριθμό για να παίξετε ένα παιχνίδι ή να αποφασίσετε ποιος θα πάρει τα ψώνια αυτή την εβδομάδα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια δοκιμασμένη και αληθινή μέθοδο, όπως να ρίξετε ζάρια ή να γυρίσετε ένα κέρμα. Αλλά αν θέλετε να προστατεύσετε το απόρρητο και την ασφάλεια των ανθρώπων στο Διαδίκτυο, χρειάζεστε έναν πολύ ισχυρότερο τρόπο επιλέγοντας τυχαίους αριθμούς.
Για να είναι αρκετά ισχυρή η κρυπτογραφία ώστε να αποτρέπει τους κλέφτες και τους χάκερ, πρέπει να είναι απρόβλεπτη. Και οι υπολογιστές είναι πολύ κακοί στο απρόβλεπτο. Στην πραγματικότητα, είναι προγραμματισμένα να είναι όσο το δυνατόν πιο αξιόπιστα, επομένως κάθε φορά που ο υπολογιστής σας εκτελεί ένα πρόγραμμα, λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο. Ενώ ένας υπολογιστής
Για να είναι ασφαλείς, οι πραγματικές γεννήτριες τυχαίων αριθμών (TRNG) πρέπει να χρησιμοποιούν ένα απρόβλεπτο στοιχείο, κάτι που ένας χάκερ δεν μπορεί να μαντέψει, ακόμα κι αν γνωρίζει τον κώδικα του προγράμματος. Για να γίνει αυτό, το TRNG συνήθως παίρνει κάτι από τον πραγματικό κόσμο, για να «σπάρει» τους τυχαίους αριθμούς που επιλέγει ο υπολογιστής.
Εδώ είναι μερικοί από τους πιο περίεργους σπόρους του πραγματικού κόσμου που χρησιμοποιούν οι γεννήτριες τυχαίων αριθμών για να εξαλείψουν τους χάκερ:
1. Ένας τοίχος από λάμπες λάβας
Cloudflare είναι μια εταιρεία που, σύμφωνα με τον ιστότοπό της, "εξουσιοδοτεί σχεδόν το 10% όλων των αιτημάτων Διαδικτύου για περισσότερα από 2,8 δισεκατομμύρια άνθρωποι σε όλο τον κόσμο." Μεταξύ άλλων, προστατεύουν ιστότοπους από επιθέσεις DDOS και άλλα αμυχές. Περιττό λοιπόν να πούμε ότι η κρυπτογράφηση τους πρέπει να είναι άψογη. Πρέπει να χρησιμοποιήσουν τα προγράμματα κρυπτογράφησης με έναν πραγματικά τυχαίο, μη παραβιασμένο αριθμό — αλλά πώς;
Για πολύ καιρό το Cloudflare χρησιμοποιούσε, είτε το πιστεύετε είτε όχι, έναν τοίχο από λάμπες λάβας που ονομαζόταν LavaRand για τη δημιουργία γεννήτριας τυχαίων αριθμών.
Το LavaRand ακούγεται παράξενο, αλλά λειτούργησε καλά. Μια κάμερα στραμμένη στο LavaRand τράβηξε μια ροή βίντεο της εξαιρετικά απρόβλεπτης ροής της λάβας και την τροφοδότησε σε "κρυπτογραφικά ασφαλή γεννήτριες ψευδοτυχαίων αριθμών." Το αποτέλεσμα ήταν ακόμη πιο απρόβλεπτο από τη γεννήτρια τυχαίων αριθμών στο Linux που λειτουργεί Σύστημα.Αυτό παρείχε ένα επιπλέον επίπεδο ασφάλειας στις περισσότερες από 10.000.000 εφαρμογές και API που προστατεύει το Cloudflare.
2. καταιγίδες
Μία από τις πιο εύχρηστες και πιο αξιόπιστες πηγές αληθινών τυχαίων αριθμών είναι Random.org. Οι γεννήτριες τυχαίων αριθμών τους, οι οποίες χρησιμοποιούνται για κληρώσεις και κληρώσεις, διαδικτυακά παιχνίδια και πολλά άλλα, τροφοδοτούνται από — καταιγίδες.
Το Random.org χρησιμοποιεί ραδιόφωνα που συντονίζονται μεταξύ των σταθμών για να εντοπίζουν διαφορές στον ατμοσφαιρικό θόρυβο, ο οποίος επηρεάζεται κυρίως από καταιγίδες και κεραυνούς. Κάθε μέρα σε όλο τον κόσμο γίνονται περίπου 3 δισεκατομμύρια κεραυνοί,οπότε υπάρχουν πολλές παραλλαγές.
Το Random.org μετρά τον ατμοσφαιρικό θόρυβο σε διαφορετικές τοποθεσίες σε όλο τον κόσμο με υψηλό βαθμό ακρίβειας, γεγονός που καθιστά πολύ δύσκολη την πρόβλεψή του. Στην πραγματικότητα, θα πρέπει να είστε σε θέση να παρακολουθείτε κάθε σωματίδιο στην ατμόσφαιρα της Γης για να το κάνετε αυτό.
Το επίπεδο ακρίβειας είναι σημαντικό επειδή η υψηλότερη ακρίβεια είναι πιο δύσκολο να μαντέψει ή να προβλέψει. Για παράδειγμα, είναι πολύ εύκολο να μαντέψει κανείς ότι η θερμοκρασία σε μια ηλιόλουστη μέρα είναι στη δεκαετία του '80. Είναι πολύ πιο δύσκολο να μαντέψει κανείς ότι είναι 82,17 μοίρες.
Εάν μετράτε με υψηλό βαθμό ακρίβειας και στη συνέχεια χρησιμοποιείτε μόνο τους αριθμούς των δεκαδικών ψηφίων, η γεννήτρια τυχαίων αριθμών είναι πρακτικά αδύνατο να προβλεφθεί.
Εάν θέλετε να μάθετε αν μπορείτε να εμπιστευτείτε τα αποτελέσματα, το Random.org έχει μια στατιστική ανάλυση για το αν Ο ατμοσφαιρικός θόρυβος λειτουργεί πραγματικά ως γεννήτρια τυχαίων αριθμών.
3. Οι δικές σας κινήσεις
ο Λειτουργικό σύστημα Linux τροφοδοτεί υπολογιστές, διακομιστές, οικιακές συσκευές, ακόμη και τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό. Πρέπει να διαθέτει μια αξιόπιστη γεννήτρια τυχαίων αριθμών διαθέσιμη για διάφορους σκοπούς. Πετυχαίνει αυτόν τον στόχο παρακολουθώντας τους χρήστες του — ή, τουλάχιστον, τις κινήσεις τους.
Ο πυρήνας του Linux έχει μια μεγάλη δεξαμενή τυχαίων αριθμών από τους οποίους μπορείτε να αντλήσετε. Καθώς ζητούνται τυχαίοι αριθμοί, αναπληρώνει το σύνολο αριθμών παρακολουθώντας τις κινήσεις του ποντικιού και τις εισόδους του πληκτρολογίου από τους χρήστες του με υψηλό βαθμό ακρίβειας, όπως περιγράφεται παραπάνω.
Έτσι, εάν χρησιμοποιείτε το Linux για να δημιουργήσετε τυχαίους αριθμούς, θα μπορούσατε πραγματικά να είστε ο σπόρος.
Αν θέλετε να δείτε αυτή τη γεννήτρια τυχαίων αριθμών σε δράση, δοκιμάστε την σε αυτό Γεννήτρια τυχαίων αριθμών δείκτη ποντικιού. Εάν θέλετε, μπορείτε να το δοκιμάσετε ελέγχοντας εάν κάθε ψηφίο εμφανίζεται περίπου τόσο συχνά όσο και τα άλλα.
4. Ραδιενεργή αποσύνθεση
Οι περισσότεροι από αυτούς τους τρόπους σποράς γεννητριών τυχαίων αριθμών είναι αδύνατο να προβλεφθούν, αλλά εξακολουθούν να είναι ντετερμινιστικοί - πράγμα που σημαίνει ότι είναι προβλέψιμοι, θεωρητικά. Δεν έχουμε αυτήν τη στιγμή την υπολογιστική ισχύ για να παρακολουθούμε κάθε σωματίδιο στην ατμόσφαιρα της Γης, αλλά αν είχαμε, θα μπορούσαμε να σπάσουμε τα μοτίβα ατμοσφαιρικού θορύβου του Random.org. Αλλά το Υπηρεσία HotBits στο Fourmilab στην Ελβετία χρησιμοποιεί μια πραγματικά τυχαία πηγή σπόρων: τη ραδιενεργή διάσπαση.
Τα ραδιενεργά σωματίδια εκτοξεύουν ηλεκτρόνια με απρόβλεπτο ρυθμό. Πραγματικά απρόβλεπτο. Δεν είναι μόνο ότι δεν έχουμε την τεχνογνωσία να εκτιμήσουμε πότε θα απελευθερωθεί το επόμενο σωματίδιο, είναι ότι η διάσπαση είναι τυχαία μέχρι τον πυρήνα της. "Ακόμα και με πλήρη γνώση των νόμων της φυσικής καθώς και των αρχικών συνθηκών του ατόμου" μπορείτε μόνο, στην καλύτερη περίπτωση, προκύπτει μια πιθανότητα για το πότε θα απελευθερωθεί το επόμενο ηλεκτρόνιο, σύμφωνα με ένα άρθρο για Αμερικανός Επιστήμονας.
Οι γεννήτριες τυχαίων αριθμών όπως το HotBits χρησιμοποιούν έναν μετρητή Geiger για να μετρήσουν πότε εκπέμπονται τα ηλεκτρόνια για να βρουν πραγματικά τυχαίους αριθμούς.
5. Λέιζερ
Τα λέιζερ είναι ένας άλλος τρόπος για τη δημιουργία πραγματικά τυχαίων αριθμών, με το πρόσθετο πλεονέκτημα ότι μπορείτε να τα χρησιμοποιήσετε χωρίς να χρειάζεστε ακριβό και επικίνδυνο ραδιενεργό υλικό. Τα λέιζερ έχουν το πρόσθετο πλεονέκτημα ότι παρέχουν τυχαίους αριθμούς πολύ γρήγορα.
Για παράδειγμα, οι ερευνητές ανέπτυξαν α τσιπ που παρακολουθεί τα πρωτόνια που εκπέμπουν τυχαία τα λέιζερ. Ο ρυθμός με τον οποίο ένα λέιζερ εκπέμπει πρωτόνια είναι τόσο τυχαίος όσο ο ρυθμός με τον οποίο η ραδιενέργεια εκπέμπει ηλεκτρόνια. Στη συνέχεια, το τσιπ μετατρέπει τα αποτελέσματα σε ηλεκτρική τάση που μπορεί να μετρηθεί και να μετατραπεί σε τυχαίους αριθμούς.
συμπέρασμα
Οι γεννήτριες τυχαίων αριθμών είναι ζωτικής σημασίας για τον τρόπο λειτουργίας του Διαδικτύου μας, τον τρόπο με τον οποίο απονέμονται τα βραβεία σε δώρα, τον τρόπο με τον οποίο προστατεύουμε την ταυτότητά μας και τις οικονομικές μας πληροφορίες. Χρησιμοποιώντας καινοτόμες, απροσδόκητες, ακόμη και παράξενες μεθόδους για να διασφαλίσουμε ότι οι αριθμοί είναι πραγματικά τυχαίοι, διατηρούμε όλες αυτές τις ζωτικές δραστηριότητες όπως θα έπρεπε.
