Матрица фотоаппарата как супернадежный генератор случайных чисел

Случайные числа нужны для надежного шифрования. Многим кажется удивительным, что компьютер не в состоянии самостоятельно генерировать потоки действительно случайных чисел и вся энтропия поступает из внешних источников.

Одним из таких источников является сам оператор ЭВМ. Случайные числа можно получать, собирая данные о перемещении компьютерной мыши и интервалах между нажатиями клавиш. Недостаток такого метода получения случайных чисел в их недостаточности. Когда действительно случайные числа заканчиваются, криптографические алгоритмы получают на их основе псевдослучайные последовательности, которые заметно снижают надежность алгоритмов шифрования.

Ученые из Женевского университета нашли способ получения дешевого и одновременно качественного генератора. Для этого они сняли с обычного фотоаппарата матрицу, немного ее модифицировали и получили квантовый генератор случайных чисел с производительностью свыше 1 Гбита в секунду, чего должно хватить практически для любых целей.

Основная идея устройства заключается в использовании квантовых шумов. Как известно еще из школьного курса физики, любой источник света излучает фотоны со случайными интервалами. Матрица квантового ГСЧ регистрирует эти фотоны, а затем собранные данные обрабатываются специальными алгоритмами, которые использует эффект квантового шума для генерации истинно случайных чисел. Ученым удалось добиться получения около 3 случайных бит на 1 пиксель матрицы. Таким образом, камера обыкновенного смартфона может использоваться как генератор случайных чисел со скоростью потока от 300 Мбит до 3 Гбит в секунду.

Научный труд женевских ученых проверяется криптологическим сообществом. Пока же с исследованием можно ознакомиться в открытом архиве научных публикаций.

field_vote: 
Ваша оценка: Нет Средняя: 5 (1 оценка)
Программное обеспечение: 

Комментарии

comrade аватар

Для ключей нужны действительно случайные числа.

Возможно, что и 1 гигабит случайных ключей в секунду может для чего-то понадобиться.

Но загвоздка в том, что основной поток данных шифруется симметричным генератором. И чтобы их потом расшифровать, потребуется та же последовательность случайных чисел. А тут квантовый фотоаппарат нам явно не помощник (-;

Оценка: 
Средняя: 5 (1 оценка)

Так он для другого. Вы же в курсе, что есть /dev/random и /dev/urandom. Когда в random данные заканчиваются, программы берут случайные числа из urandom, в котором «случайность» не вполне случайная и надежность шифрования падает (либо юзера заставляют елозить мышкой, чтобы пополнить random). Если юзер использует много всяких криптографических прибамбасов, /dev/random может и опустеть. Вот для борьбы с этим разработанный девай и предназначен.

Вы же, наверное, о квантовом шифровании. Там немного другая идея. Используется не квантовый шум, а квантовая запутанность — когда изменение состояния одной частицы ведет к изменению состояния другой, связанной с ней. Вот это идеальный алгоритм, который невозможно взломать. ;)

Оценка: 
Средняя: 5 (2 оценки)
comrade аватар

Да проблема с /dev/random – это как раз, когда требуется очень много ключей.

А про квантовую передачу – вчера была новость, что уже на 25 км запутанность сработала:
http://news.yandex.ru/yandsearch?cl4url=ugnovosti.ru%2Farticles%2Fdetail...

Оценка: 
Средняя: 5 (1 оценка)

О самом интересном умолчали. Состояние второй частицы должно измениться в тот же момент, то есть сигнал передается быстрее скорости света, что противоречит основам теории относительности. То есть, либо экспериментаторы врут, либо Эйнштейн ошибся.

Оценка: 
Средняя: 5 (1 оценка)
comrade аватар

Да, это Вы в самую точку попали.
Действительно взаимодействие происходит мгновенно.
Это главный прикол и есть!

В принципе, противоречия нет, т.к. ни энергия, ни материя при «квантовой телепортации» не передаются, а только информация. Просто другой раздел физики.

Объект – быстрее скорости света – можно и без квантовой механики «изготовить».
Посветите, например на Луну, «фонариком», а потом начните фонарик быстро поворачивать. Вы увидите (по крайней мере, это можно зафиксировать приборами:), что «зайчик» бежит по поверхности Луны быстрее скорости света:)))

Оценка: 
Средняя: 5 (2 оценки)

Как это? Само определение такое не допускает:

Скорость света в вакууме — предельная скорость движения частиц и распространения взаимодействий.

Но будет отлично, если все так, как Вы говорите. :) Это делает возможным мгновенную телепортацию, что открывает возможность для покорения глубокого космоса, о чем так долго говорили большевики. Правда, предстоит еще что-то сделать с принципом неопределенности, несколько затрудняющим телепортацию. Но раз скорость света превзошли, то и с теориями Гейзенберга разберутся. :)

Оценка: 
Средняя: 4.3 (3 оценки)

«зайчик» бежит по поверхности Луны быстрее скорости света

Не побежит. Побежал бы он только в том случае, если бы скорость света была бесконечной. То есть, из фонарика вылетает фотон, летит себе к Луне, а пока мы быстро передвигаем фонарик и к Луне вылетает еще один фотон. Оба в разное время достигают поверхности. Какой из двух фотонов, приземлившихся прилунившихся в разных местах и в разное время, считать зайчиком, «бегущим по Луне быстрее скорости света»?

Это как быстро вертеть головой, переводя взгляд с одной звезды на другую, и утверждать, что взгляду удалось преодолеть световой барьер, ведь между звездами, которые на небе кажутся близкими могут быть миллиарды световых лет. А мы с одной на другую за доли секунды «перелетаем». :)

Оценка: 
Средняя: 5 (2 оценки)
comrade аватар

Так точно! :-)
"Зайчик" действительно может «бежать» быстрее света, т.к. соседние пятна будут образованы отражением разных фотонов :-)))

Но, визуально, это действительно будет светящийся объект, который может перемещаться от точки А до точки Б за время – меньшее чем нужно для этого свету.

Не знаю, сможет ли глаз такого быстрого зайчика заметить. Но фотоприёмники в А и Б – легко. Фиксируем, делим расстояние на время, удивляемся (в первый момент:-).

Разница с квантовой телепортацией в том, что «зайчик» никакой информации из А в Б передать не может.

Правда в случае квантовой телепортации передаче полезной информации мешает принцип неопределённости. Мы получим не те сведения, которые хотели передать, а «ценную» информацию о том, что с парной частицей произошло случайное событие в случайное время:)))

Оценка: 
Средняя: 5 (2 оценки)

Комментировать

Filtered HTML

  • Use [fn]...[/fn] (or <fn>...</fn>) to insert automatically numbered footnotes.
  • Доступны HTML теги: <a> <em> <strong> <cite> <code> <ul> <ol> <li> <dl> <dt> <dd> <blockquote> <strike> <code> <h2> <h3> <h4> <h5> <del> <img>
  • Адреса страниц и электронной почты автоматически преобразуются в ссылки.
  • Строки и параграфы переносятся автоматически.

Plain text

  • HTML-теги не обрабатываются и показываются как обычный текст
  • Адреса страниц и электронной почты автоматически преобразуются в ссылки.
  • Строки и параграфы переносятся автоматически.