Kas teadsite, et võite oma krediitkaardi tagatise võlgu olla laavalampide seinale? See atmosfäärimüra võis olla põhjuseks, miks võitsite oma viimase loosimise auhinna? Või võib see radioaktiivne lagunemine teie identiteeti kaitsta? Siin on mõned kõige veidramad ja veidramad reaalmaailma meetodid, mida juhuslike arvude generaatorid kasutavad ettearvamatuks jäämiseks.
Miks tõeliste juhuslike numbrite generaatorid vajavad pärismaailma seemneid?
Kui soovite mängu mängimiseks juhusliku arvu genereerida või otsustada, kes sel nädalal toidukaubad välja viib, võite kasutada mõnda proovitud meetodit, nagu täringuveeretamine või mündi viskamine. Kuid kui soovite kaitsta inimeste privaatsust ja turvalisust Internetis, on teil vaja palju tugevamat viisi juhuslike numbrite valimine.
Selleks, et krüptograafia oleks varaste ja häkkerite peletamiseks piisavalt tugev, peab see olema ettearvamatu. Ja arvutitel on ettearvamatus väga halb. Tegelikult on need programmeeritud olema võimalikult töökindlad, nii et iga kord, kui teie arvuti käivitab programmi, töötab see samamoodi. Arvuti ajal
Turvalisuse tagamiseks peavad tõelised juhuslike arvude generaatorid (TRNG-d) kasutama ettearvamatut elementi, mida häkker ei oska arvata, isegi kui nad teavad programmi koodi. Selleks võtab TRNG tavaliselt midagi reaalsest maailmast, et "küllata" juhuslikke numbreid, mille arvuti valib.
Siin on mõned kõige kummalisemad reaalmaailma seemned, mida juhuslike numbrite generaatorid häkkerite takistamiseks kasutavad:
1. Laavalampide sein
Cloudflare on ettevõte, mis nende veebisaidi andmetel "andab peaaegu 10% kõigist Interneti-taotlustest rohkem kui 2,8 miljardit inimest kogu maailmas." Muuhulgas kaitsevad nad veebisaite DDOS-i rünnakute ja muu eest häkid. Ütlematagi selge, et nende krüptimine peab olema laitmatu. Nad peavad oma krüpteerimisprogrammid külvama tõeliselt juhusliku, häkkimatu numbriga – aga kuidas?
Pikka aega kasutas Cloudflare, uskuge või mitte, laavalampide seina LavaRand oma juhuslike arvude generaatori külvamiseks.
LavaRand kõlab veidralt, kuid see töötas hästi. LavaRandile suunatud kaamera võttis üles väga ettearvamatust laavavoolust videovoo ja sisestas selle "krüptograafiliselt turvalisse" pseudojuhuslike arvude generaatorid." Tulemus oli veelgi ettearvamatum kui Linuxi juhuslike numbrite generaator. süsteem.See andis täiendava turvakihi enam kui 10 000 000 rakendusele ja API-le, mida Cloudflare kaitseb.
2. Äikesetormid
Üks lihtsamini kasutatavaid ja usaldusväärsemaid tõeliste juhuslike arvude allikaid on Random.org. Nende juhuslike numbrite generaatorid, mida kasutatakse loterii ja loterii loosimiseks, võrgumängudeks ja paljuks muuks, töötavad äikesetormidega.
Random.org kasutab jaamade vahel häälestatud raadioid, et tuvastada atmosfäärimüra erinevusi, mida mõjutavad peamiselt äikesetormid ja välgulöögid. Iga päev toimub maailmas umbes 3 miljardit välgulööki,nii et vaheldust on palju.
Random.org mõõdab suure täpsusega atmosfäärimüra erinevates kohtades üle maailma, mistõttu on seda väga raske ennustada. Tegelikult peaksite selleks suutma jälgida kõiki Maa atmosfääri osakesi.
Täpsustase on oluline, sest suuremat täpsust on raskem arvata või ennustada. Näiteks on üsna lihtne arvata, et päikesepaistelisel päeval on temperatuur 80ndates. Palju raskem on arvata, et see on 82,17 kraadi.
Kui mõõdate suure täpsusega ja kasutate seejärel ainult kümnendkoha numbreid, on teie juhuslike arvude generaatorit praktiliselt võimatu ennustada.
Kui soovite teada, kas saate tulemusi usaldada, pakub Random.org statistilist analüüsi selle kohta, kas Atmosfäärimüra toimib tõesti juhuslike arvude generaatorina.
3. Sinu enda liigutused
The Linuxi operatsioonisüsteem toidab arvuteid, servereid, kodumasinaid ja isegi rahvusvahelist kosmosejaama. Sellel peab olema erinevatel eesmärkidel saadaval usaldusväärne juhuslike numbrite generaator. See saavutab selle eesmärgi, jälgides oma kasutajaid või vähemalt nende liikumist.
Linuxi tuumal on suur hulk juhuslikke numbreid, millest ammutada. Juhuslike numbrite taotlemisel täiendab see numbrikogumit, jälgides hiire liigutusi ja kasutajate klaviatuurisisendeid suure täpsusega, nagu eespool kirjeldatud.
Nii et kui kasutate Linuxi juhuslike arvude genereerimiseks, võite tegelikult olla seeme.
Kui soovite seda juhuslike numbrite generaatorit töös näha, proovige seda siin Hiirekursori juhuslike numbrite generaator. Soovi korral saate seda testida, kontrollides, kas iga number ilmub ligikaudu sama sageli kui teised.
4. Radioaktiivne lagunemine
Enamikku neist juhuslike arvude generaatorite külvamise viisidest on võimatu ennustada, kuid need on siiski deterministlikud – mis tähendab, et need on teoreetiliselt ennustatavad. Meil ei ole praegu arvutusvõimsust, et jälgida kõiki Maa atmosfääri osakesi, kuid kui me seda teeksime, saaksime Random.org-i atmosfäärimüra mustreid murda. Kuid HotBitsi teenus Šveitsis asuvas Fourmilabis kasutatakse tõeliselt juhuslikku seemneallikat: radioaktiivset lagunemist.
Radioaktiivsed osakesed paiskavad elektrone välja ettearvamatu kiirusega. Tõesti ettearvamatu. Asi ei ole ainult selles, et meil pole oskusteavet järgmise osakese vabanemise hindamiseks, vaid see, et lagunemine on tuumani juhuslik. "Isegi täielikud teadmised nii füüsikaseadustest kui ka aatomi algtingimustest" saate seda teha ainult parimal juhul mõelda välja tõenäosus, millal järgmine elektron vabaneb, vastavalt an artikkel teemal Ameerika teadlane.
Juhuslike arvude generaatorid, nagu HotBits, kasutavad Geigeri loendurit, et mõõta, millal elektronid emiteeritakse, et saada tõeliselt juhuslikud arvud.
5. Laserid
Laserid on veel üks viis tõeliselt juhuslike arvude genereerimiseks, mille eeliseks on see, et saate neid kasutada ilma kallist ja ohtlikku radioaktiivset materjali kasutamata. Laseritel on lisaeelis, et nad annavad väga kiiresti juhuslikke numbreid.
Näiteks töötasid teadlased välja a kiip, mis jälgib prootoneid, mida laserid juhuslikult kiirgavad. Laseri prootonite kiirgamise kiirus on sama juhuslik kui kiirus, millega radioaktiivsus kiirgab elektrone. Seejärel muudab kiip tulemused elektripingeks, mida saab mõõta ja juhuslikeks numbriteks teisendada.
Järeldus
Juhuslike numbrite generaatorid on meie Interneti toimimise, kingituste auhindade jagamise, oma identiteedi ja finantsteabe kaitsmise jaoks üliolulised. Kasutades uuenduslikke, ootamatuid ja isegi veidraid meetodeid tagamaks, et numbrid on tõeliselt juhuslikud, hoiame kõik need olulised tegevused nii nagu peaks.
