Чтобы сгенерировать хороший криптографический ключ, нужно случайным образом поменять единицы и нули, значения так называемых битов, каковые образуют базовую единицу информации в цифровых устройствах, таких как компьютеры. Но, в то время, в то время, когда мы, люди, пробуем сгенерировать последовательность чисел, которую мы вычисляем случайной, она всегда оказывается частично предсказуемой, как показывают поведенческие исследования и статистика. Вдобавок человеческий мозг не только не прекрасно разбирается в случайности, но и трудится намного медленнее, чем машины, каковые смогут выводить миллионы чисел в секунду.
Это дает хакерам возможность взламывать пароли, каковые пользователь вычислял надёжными.Квантовая физика как ключ к безопасностиВ течение последних двадцати лет исследователи обратились к квантовой физике, характеризующейся целиком и полностью случайными и непредсказуемыми процессами, для разработки новых криптографических способов и, к примеру, генерации случайных чисел. «Отправьте фотон (частицу света) на полупрозрачное зеркало. Либо он проходит через зеркало, либо отражается.
Но невозможно помимо этого в принципе предугадать заблаговременно, какое из этих двух вариантов поведения он примет «Это основная идея, лежащая в базе генерации квантовых случайных чисел», — растолковывает Николас Бруннер, профессор кафедры прикладной физики факультета естественных наук UNIGE, серьёзный за теоретические нюансы нового изучения. на данный момент коммерчески недороги превосходные квантовые генераторы случайных чисел. Но одним из ограничений существующих устройств имеется то, что пользователь не может независимо проверить, в самом деле ли сгенерированные числа в самом деле случайны и не состоят, например, из цифр ?. Пользователь обязан доверять устройству (соответственно, и его производителю) в верной работе помимо этого по окончании многих лет применения.
Так, имеет сущность задать вопрос, вероятно ли с данной точки зрения улучшить существующие совокупности.Новые самотестирующие генераторы случайных чисел«Мы хотели создать устройство, которое вероятно было бы непрерывно тестировать, чтобы снабжать его верную работу в любое время и, так, снабжать надежность генерируемых случайных чисел», — говорит Николас Бруннер.
Чтобы добиться этого, физики UNIGE создали квантовый генератор случайных чисел «самопроверки», что разрешает пользователю в настоящем времени осуществлять контроль, что устройство трудится оптимально и выдает несмещенные случайные числа. «Генератор обязан решать задачи, для которых мы его откалибровали. Если задачи решены правильно, выходные числа гарантированно будут случайными. Если устройство не находит верного ответа, случайность не гарантируется, и тогда пользователь обязан выполнить повторную калибровку устройства.
Это разрешает избежать риска применения чисел с небольшой (или нулевой) случайностью, например, для генерации паролей, каковые хакер может затем взломать », — с энтузиазмом отмечает профессор Хьюго Збинден. Он отвечал за экспериментальные нюансы изучения.
В самом деле, новый генератор разрешает совсем правильно измерить уровень качества выходных случайных чисел. Затем идеально случайные числа смогут быть извлечены и использованы для приложений безопасности, таких как создание паролей, защищенных от взлома.Генератор квантовых случайных чисел с самотестированием даст повысить безопасность криптографических паролей и протоколов еще на одну ступень. Тут безопасность гарантируется самими законами физики, а не технологическими ограничениями хакеров.
Это изучение, совершённое физиками из UNIGE, разрешает лучше понять квантовую случайность, и ее использование в информационных разработках.