Visste du at du kanskje skylder kredittkortsikkerheten til en vegg av lavalamper? Den atmosfæriske støyen kan ha vært grunnen til at du vant den siste konkurransen din? Eller at radioaktivt forfall kan beskytte identiteten din? Her er noen av de rareste og sprøeste metodene i den virkelige verden som tilfeldige tallgeneratorer bruker for å holde seg uforutsigbare.
Hvorfor sanne tilfeldige tallgeneratorer trenger frø fra virkelige verden
Hvis du vil generere et tilfeldig tall for å spille et spill eller bestemme hvem som skal ta ut dagligvarene denne uken, kan du bruke en utprøvd metode som å kaste terninger eller kaste en mynt. Men hvis du vil beskytte folks personvern og sikkerhet på internett, trenger du en mye sterkere måte velge tilfeldige tall.
For at kryptografi skal være sterk nok til å avskrekke tyver og hackere, må det være uforutsigbart. Og datamaskiner er veldig dårlige på uforutsigbarhet. Faktisk er de programmert til å være så pålitelige som mulig, så hver gang datamaskinen kjører et program, fungerer det på samme måte. Mens en datamaskin
For å være sikker, må sanne tilfeldige tallgeneratorer (TRNG) bruke et uforutsigbart element, noe som en hacker ikke kan gjette seg til, selv om de kjenner programmets kode. For å gjøre dette tar TRNG vanligvis noe fra den virkelige verden, for å "seed" de tilfeldige tallene som datamaskinen velger.
Her er noen av de merkeligste frøene fra den virkelige verden som tilfeldige tallgeneratorer bruker for å hindre hackere:
1. En vegg av lavalamper
Cloudflare er et selskap som, ifølge deres nettside, "styrer nesten 10% av alle Internett-forespørsler for mer enn 2,8 milliarder mennesker over hele verden." Blant annet beskytter de nettsider mot DDOS-angrep og annet hacks. Så unødvendig å si, deres kryptering må være upåklagelig. De trenger å se krypteringsprogrammene sine med et virkelig tilfeldig, uhackerbart nummer - men hvordan?
I lang tid brukte Cloudflare, tro det eller ei, en vegg av lavalamper kalt LavaRand for å seede deres tilfeldige tallgenerator.
LavaRand høres sprøtt ut, men det fungerte bra. Et kamera rettet mot LavaRand tok en videofeed av den svært uforutsigbare strømmen av lava og matet den inn i "kryptografisk sikker" pseudotilfeldige tallgeneratorer." Resultatet var enda mer uforutsigbart enn tilfeldig tallgeneratoren i Linux-operativsystemet system.Dette ga et ekstra lag med sikkerhet til de over 10 000 000 appene og APIene som Cloudflare beskytter.
2. Tordenvær
En av de enkleste å bruke og mest pålitelige kildene til sanne tilfeldige tall er Random.org. Deres tilfeldige tallgeneratorer, som brukes til lotteri- og lotteritegninger, nettspill og mye mer, drives av — tordenvær.
Random.org bruker radioer som er stilt inn mellom stasjoner for å fange opp forskjeller i atmosfærisk støy, som hovedsakelig er påvirket av tordenvær og lynnedslag. Hver dag rundt om i verden er det omtrent 3 milliarder lynnedslag,så det er mye variasjon.
Random.org måler atmosfærisk støy på forskjellige steder rundt om i verden med høy grad av nøyaktighet, noe som gjør det svært vanskelig å forutsi. Faktisk må du være i stand til å overvåke hver partikkel i jordens atmosfære for å gjøre det.
Nøyaktighetsnivået er viktig fordi høyere nøyaktighet er vanskeligere å gjette eller forutsi. For eksempel er det ganske enkelt å gjette at temperaturen på en solrik dag er på 80-tallet. Det er mye vanskeligere å gjette at det er 82,17 grader.
Hvis du måler med høy grad av nøyaktighet og deretter bare bruker desimaltallene, er tilfeldig tallgenerator praktisk talt umulig å forutsi.
Hvis du vil vite om du kan stole på resultatene, har Random.org en statistisk analyse av om atmosfærisk støy fungerer virkelig som en tilfeldig tallgenerator.
3. Dine egne bevegelser
De Linux operativsystem driver datamaskiner, servere, husholdningsapparater og til og med den internasjonale romstasjonen. Den må ha en pålitelig tilfeldig tallgenerator tilgjengelig for ulike formål. Den oppnår dette målet ved å spore brukerne - eller i det minste bevegelsene deres.
Linux-kjernen har en stor pool av tilfeldige tall å trekke fra. Ettersom tilfeldige tall etterspørres, fyller den opp tallbasen ved å spore musebevegelser og tastaturinndata fra brukerne med høy grad av nøyaktighet, som beskrevet ovenfor.
Så hvis du bruker Linux til å generere tilfeldige tall, kan du faktisk være frøet.
Hvis du vil se denne tilfeldige tallgeneratoren i aksjon, prøv den ut på denne Musepeker tilfeldig tallgenerator. Hvis du vil, kan du teste det ved å sjekke om hvert siffer vises omtrent like ofte som de andre.
4. Radioaktivt forfall
De fleste av disse måtene å se tilfeldige tallgeneratorer på er umulige å forutsi, men fortsatt deterministiske - noe som betyr at de er forutsigbare i teorien. Vi har for øyeblikket ikke datakraft til å spore hver partikkel i jordens atmosfære, men hvis vi gjorde det, kunne vi knekke Random.orgs atmosfæriske støymønstre. Men HotBits-tjeneste ved Fourmilab i Sveits bruker en virkelig tilfeldig frøkilde: radioaktivt forfall.
Radioaktive partikler skyter av elektroner i en uforutsigbar hastighet. Virkelig uforutsigbar. Det er ikke bare det at vi ikke har kunnskapen til å anslå når neste partikkel vil slippes ut, det er at forfallet er tilfeldig ned til kjernen. "Selv gitt fullstendig kunnskap om fysikkens lover så vel som atomets startbetingelser" kan du bare, i beste fall, komme opp med en sannsynlighet for når neste elektron vil bli frigjort, ifølge an artikkel om Amerikansk vitenskapsmann.
Tilfeldige tallgeneratorer som HotBits bruker en Geiger-teller for å måle når elektronene sendes ut for å komme opp med virkelig tilfeldige tall.
5. Lasere
Lasere er en annen måte å generere virkelig tilfeldige tall på, med den ekstra fordelen at du kan bruke dem uten å trenge dyrt og farlig radioaktivt materiale. Lasere har den ekstra fordelen at de gir tilfeldige tall veldig raskt.
For eksempel utviklet forskere en brikke som sporer protonene som lasere tilfeldig sender ut. Hastigheten som en laser sender ut protoner med er like tilfeldig som hastigheten med hvilken radioaktivitet sender ut elektroner. Brikken gjør deretter resultatene til elektrisk spenning som kan måles og konverteres til tilfeldige tall.
Konklusjon
Generatorer av tilfeldige tall er avgjørende for måten internett vårt fungerer på, måten premier deles ut i utdelinger, måten vi beskytter identiteten vår og vår økonomiske informasjon på. Ved å bruke nyskapende, uventede og til og med sprø metoder for å sikre at tallene er virkelig tilfeldige, holder vi alle disse viktige aktivitetene i gang som de skal.
