Группе ученых из NTU Singapore, Йельского университета и Тринити-колледжа в Дублине удалось сгенерировать до 250 ТБ случайных чисел в секунду с помощью лазерной системы, что более чем в 100 раз превышает то, что генерируется современными компьютерными методами.
Генерация случайных чисел (ГСЧ) – ключевой элемент в мире кибербезопасности. В криптографических системах эти случайные числа позволяют генерировать токены с высоким уровнем энтропии, поэтому их труднее взломать.
Встречайте самый быстрый лазерный генератор случайных чисел
«Современные генераторы случайных чисел, которыми управляют компьютеры, дешевы и эффективны. Однако они уязвимы для атак, поскольку хакеры могут предсказать будущие числовые последовательности, если обнаружат алгоритм, используемый для генерации чисел. Наша система более безопасна, поскольку в ней используется непредсказуемый метод генерации чисел, что делает невозможным копирование даже тех, у кого есть одно и то же устройство », – объясняет Ван Цицзе, профессор Школы электроники NTU и Института фотоники.
В системе используется лазер вместе со специальной полостью в форме песочных часов. Сгенерированные случайные числа основаны на отражениях от этой полости. Исследователи обнаружили, что, как и в случае со снежинками, не существует двух одинаковых числовых последовательностей из-за непредсказуемой природы света, отражающегося от полости.
Длина лазера в системе составляет один миллиметр, что меньше, чем у большинства лазеров. Это говорит нам о том, что это энергоэффективная система, работающая на одном амперном токе, поэтому дорогостоящий источник питания не требуется.
Когда лазер освещает поверхность, его свет содержит постоянно меняющийся узор, который случайным образом светлеет из-за перекрытия. С помощью компьютера можно преобразовать эту яркость, чтобы создать случайную серию единиц и нулей.
Согласно исследованию, опубликованному в конце февраля, исследователи смогли получить до 254 триллионов цифр в секунду или, скорее, 254 точки за миллиардную долю секунды.
Всего за 12 секунд система могла бы сгенерировать набор случайных чисел, эквивалентный размеру информации в крупнейшей в мире библиотеке, которая находится в Конгрессе США.
Чтобы работать в реальном мире, этот лазерный генератор случайных чисел должен быть оснащен детекторами света, которые могут отправлять данные в режиме реального времени, чтобы обрабатывать массивную передачу полученной информации.
Эта работа может открыть новую эру в криптографии. Случайные числа используются для самых разных целей, например для создания ключей шифрования данных и одноразовых паролей. На своем 53-кубитном квантовом компьютере Google продемонстрировала мощь своего проекта с помощью генератора случайных чисел. Теперь ученые нашли другой способ получить их в больших масштабах.