Czy wiesz, że możesz zawdzięczać bezpieczeństwo swojej karty kredytowej ścianie z lamp lawowych? Ten hałas atmosferyczny mógł być powodem, dla którego wygrałeś ostatnią nagrodę w loterii? A może rozpad radioaktywny może chronić twoją tożsamość? Oto niektóre z najdziwniejszych i najbardziej zwariowanych metod w świecie rzeczywistym, których używają generatory liczb losowych, aby pozostać nieprzewidywalnym.
Dlaczego generatory prawdziwych liczb losowych potrzebują prawdziwych nasion
Jeśli chcesz wygenerować losową liczbę, aby zagrać w grę lub zdecydować, kto w tym tygodniu wyniesie zakupy spożywcze, możesz użyć wypróbowanej i prawdziwej metody, takiej jak rzucanie kostką lub monetą. Ale jeśli chcesz chronić prywatność i bezpieczeństwo ludzi w Internecie, potrzebujesz znacznie silniejszego sposobu wybieranie liczb losowych.
Aby kryptografia była wystarczająco silna, by odstraszać złodziei i hakerów, musi być nieprzewidywalna. A komputery bardzo źle radzą sobie z nieprzewidywalnością. W rzeczywistości są zaprogramowane tak, aby były jak najbardziej niezawodne, więc za każdym razem, gdy komputer uruchamia program, działa on w ten sam sposób. Podczas gdy komputer
Aby być bezpiecznym, prawdziwe generatory liczb losowych (TRNG) muszą używać nieprzewidywalnego elementu, czego haker nie może odgadnąć, nawet jeśli zna kod programu. Aby to zrobić, TRNG zwykle bierze coś z prawdziwego świata, aby „zasiać” losowe liczby, które wybiera komputer.
Oto niektóre z najdziwniejszych rzeczywistych nasion używanych przez generatory liczb losowych do udaremnienia hakerom:
1. Ściana lamp lawowych
Cloudflare to firma, która według ich strony internetowej „obsługuje prawie 10% wszystkich zapytań internetowych o więcej niż 2,8 miliarda ludzi na całym świecie”. Między innymi chronią strony internetowe przed atakami DDOS i innymi hacki. Nie trzeba więc dodawać, że ich szyfrowanie musi być bez zarzutu. Muszą zaszczepić swoje programy szyfrujące naprawdę losową, niemożliwą do zhakowania liczbą — ale jak?
Przez długi czas używano Cloudflare, wierzcie lub nie, ściany lamp lawowych zwanej LavaRand aby zainicjować ich generator liczb losowych.
LavaRand brzmi dziwnie, ale działał dobrze. Kamera skierowana na LavaRand nagrała wideo z wysoce nieprzewidywalnego przepływu lawy i wrzuciła go do „bezpiecznego kryptograficznie generatory liczb pseudolosowych”. Wynik był jeszcze bardziej nieprzewidywalny niż w przypadku generatora liczb losowych w systemie Linux system.Zapewniło to dodatkową warstwę bezpieczeństwa dla ponad 10 000 000 aplikacji i interfejsów API, które chroni Cloudflare.
2. Burze z piorunami
Jednym z najłatwiejszych w użyciu i najbardziej wiarygodnych źródeł prawdziwych liczb losowych jest Random.org. Ich generatory liczb losowych, które są używane do losowania loterii i loterii, gier online i wielu innych, są zasilane przez — burze z piorunami.
Random.org wykorzystuje radia dostrojone między stacjami, aby wychwycić różnice w hałasie atmosferycznym, na który wpływ mają głównie burze i uderzenia piorunów. Każdego dnia na całym świecie dochodzi do około 3 miliardów uderzeń piorunów,więc jest mnóstwo wariacji.
Random.org mierzy hałas atmosferyczny w różnych lokalizacjach na całym świecie z dużą dokładnością, co sprawia, że jest bardzo trudny do przewidzenia. W rzeczywistości, aby to zrobić, musiałbyś być w stanie monitorować każdą cząsteczkę w ziemskiej atmosferze.
Poziom dokładności jest ważny, ponieważ wyższa dokładność jest trudniejsza do odgadnięcia lub przewidzenia. Na przykład dość łatwo zgadnąć, że temperatura w słoneczny dzień jest w latach 80-tych. Dużo trudniej zgadnąć, że jest to 82,17 stopnia.
Jeśli mierzysz z dużą dokładnością, a następnie używasz tylko liczb dziesiętnych, generator liczb losowych jest praktycznie niemożliwy do przewidzenia.
Jeśli chcesz wiedzieć, czy możesz zaufać wynikom, Random.org ma analizę statystyczną, czy hałas atmosferyczny naprawdę działa jak generator liczb losowych.
3. Twoje własne ruchy
ten System operacyjny Linux zasila komputery, serwery, sprzęt AGD, a nawet Międzynarodową Stację Kosmiczną. Musi mieć godny zaufania generator liczb losowych dostępny do różnych celów. Osiąga ten cel, śledząc swoich użytkowników — a przynajmniej ich ruchy.
Jądro Linuksa ma dużą pulę liczb losowych, z których można czerpać. Gdy żądane są liczby losowe, uzupełnia pulę liczb, śledząc ruchy myszy i dane wprowadzane z klawiatury od użytkowników z dużą dokładnością, jak opisano powyżej.
Więc jeśli używasz Linuksa do generowania liczb losowych, możesz być ziarnem.
Jeśli chcesz zobaczyć ten generator liczb losowych w akcji, wypróbuj go tutaj Generator liczb losowych wskaźnika myszy. Jeśli chcesz, możesz to przetestować, sprawdzając, czy każda cyfra pojawia się mniej więcej tak często, jak pozostałe.
4. Rozpad radioaktywny
Większość z tych sposobów wprowadzania generatorów liczb losowych jest niemożliwa do przewidzenia, ale nadal deterministyczna — co oznacza, że teoretycznie są przewidywalne. Obecnie nie mamy mocy obliczeniowej, aby śledzić każdą cząsteczkę w ziemskiej atmosferze, ale gdybyśmy to zrobili, moglibyśmy złamać wzorce hałasu atmosferycznego Random.org. Ale Usługa HotBits w Fourmilab w Szwajcarii używa prawdziwie losowego źródła nasion: rozpadu radioaktywnego.
Cząstki radioaktywne wystrzeliwują elektrony w nieprzewidywalnym tempie. Naprawdę nieprzewidywalny. Nie chodzi tylko o to, że nie mamy wiedzy, jak oszacować, kiedy kolejna cząstka zostanie uwolniona, chodzi o to, że rozpad jest losowy aż do samego rdzenia. „Nawet mając pełną wiedzę na temat praw fizyki oraz warunków początkowych atomu” możesz tylko w najlepszym razie wymyśl prawdopodobieństwo, kiedy następny elektron zostanie uwolniony, zgodnie z an artykuł na amerykański naukowiec.
Generatory liczb losowych, takie jak HotBits, używają licznika Geigera do pomiaru, kiedy elektrony są emitowane, aby uzyskać naprawdę losowe liczby.
5. Lasery
Lasery to kolejny sposób generowania naprawdę losowych liczb, z dodatkową korzyścią, że można ich używać bez konieczności używania drogich i niebezpiecznych materiałów radioaktywnych. Lasery mają tę dodatkową zaletę, że bardzo szybko dostarczają liczby losowe.
Na przykład badacze opracowali chip, który śledzi protony losowo emitowane przez lasery;. Szybkość, z jaką laser emituje protony, jest tak samo losowa, jak szybkość, z jaką radioaktywność emituje elektrony. Chip następnie przekształca wyniki w napięcie elektryczne, które można zmierzyć i przekształcić w liczby losowe.
Wniosek
Generatory liczb losowych mają kluczowe znaczenie dla działania naszego Internetu, sposobu przyznawania nagród w grach, sposobu, w jaki chronimy naszą tożsamość i informacje finansowe. Korzystając z innowacyjnych, nieoczekiwanych, a nawet zwariowanych metod, aby zapewnić, że liczby są naprawdę losowe, wszystkie te ważne czynności działają tak, jak powinny.
