5 rare og sprø tilfeldige tallgeneratorteknikker

Visste du at du kanskje skylder kredittkortsikkerheten din til en vegg av lavalamper? Den atmosfæriske støyen kan ha vært grunnen til at du vant din siste konkurransepris? Eller at radioaktivt forfall kan beskytte identiteten din? Her er noen av de rare og sprøeste metodene i den virkelige verden som tilfeldige tallgeneratorer bruker for å holde seg uforutsigbare.

Hvorfor ekte tilfeldige tallgeneratorer trenger frø i den virkelige verden

Hvis du vil generere et tilfeldig tall for å spille et spill eller for å bestemme hvem. Men hvis du vil beskytte folks personvern og sikkerhet på internett, trenger du en mye sterkere måte å velge tilfeldige tall.

For at kryptografi skal være sterk nok til å avskrekke tyver og hackere, må den være uforutsigbar. Og datamaskiner er veldig dårlige til uforutsigbarhet. Faktisk er de programmert til å være så pålitelige som mulig, så hver gang datamaskinen din kjører et program, fungerer det på samme måte. Mens en datamaskin kan generere et tilfeldig tall, det må instrueres hvordan å gjøre slik. Og alle som kjenner disse instruksjonene kan forutsi tallene programmet vil komme med.

For å være sikker, må ekte tilfeldige tallgeneratorer (TRNG) bruke et uforutsigbart element, noe som en hacker ikke kan gjette, selv om de kjenner programmets kode. For å gjøre dette tar TRNG vanligvis noe fra den virkelige verden, for å "frø" de tilfeldige tallene som datamaskinen plukker.

Her er noen av de merkeligste frøene i den virkelige verden som generatorer med tilfeldige tall bruker for å folie hackere:

1. En vegg av lavalamper

Hvordan en vegg av lavalamper sikret internett. Bilde (C) Emac -bilder / Getty Images

Cloudflare er et selskap som ifølge nettstedet deres "kaster nesten 10% av alle internettforespørsler for mer enn 2.8 milliarder mennesker over hele verden."Blant annet beskytter de nettsteder mot DDoS -angrep og andre hacks. Så unødvendig å si, krypteringen deres må være upåklagelig. De trenger å frø krypteringsprogrammene sine med et virkelig tilfeldig, usikant tall - men hvordan?

I lang tid brukt Cloudflare, tro det eller ei, en vegg av lavalamper kalt Lavarand for å frø deres tilfeldige tallgenerator.

Lavarand høres sprø ut, men det fungerte bra. Et kamera pekte på lavaranden tok en videostrøm av den svært ubestridelige strømmen av lava og matet den til "kryptografisk trygg pseudorandom nummergeneratorer."Resultatet var enda mer uforutsigbart enn den tilfeldige tallgeneratoren i Linux -operativsystemet.Dette ga et ekstra lag med sikkerhet til de over 10.000.000 appene og API -ene som Cloudflare beskytter.

2. Tordenvær

Lynet slår kraften den tilfeldige tallgeneratoren tilfeldig.org.  Bilde (c) Beau van der Graaf / Eyeem / Getty Images

En av de enkleste å bruke og mest pålitelige kilder til ekte tilfeldige tall er tilfeldig.org. Deres tilfeldige tallgeneratorer, som brukes til tegninger av lotteri og konkurranser, online spill og mye mer, drives av - tordenvær.

Tilfeldig.Org bruker radioer som er innstilt mellom stasjoner for å plukke opp forskjeller i atmosfærisk støy, som for det meste er påvirket av tordenvær og lynnedslag. Hver dag rundt om i verden er det rundt 3 milliarder lynnedslag, så det er rikelig med variasjon.

Tilfeldig.org måler atmosfærisk støy på forskjellige steder rundt om i verden med høy grad av nøyaktighet, noe som gjør det veldig vanskelig å forutsi. Faktisk må du kunne overvåke enhver 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 solskinnsdag er på 80 -tallet. Det er mye vanskeligere å gjette at det er 82.17 grader.

Hvis du måler med en høy grad av nøyaktighet og bare bruker desimalstedtallene, er din tilfeldige tallgenerator praktisk talt umulig å forutsi.

Hvis du vil vite om du kan stole på resultatene, tilfeldig.org har en statistisk analyse av om atmosfærisk støy virkelig fungerer som en tilfeldig tallgenerator.

3. Dine egne bevegelser

Mus og tastaturbevegelser Kraft tilfeldige tallgeneratorer.  Bilde (c) Tom Eversley / Eyeem / Getty Images

Linux -operativsystemet driver datamaskiner, servere, hvitevarer og til og med den internasjonale romstasjonen. Det må ha en pålitelig tilfeldig nummergenerator tilgjengelig for forskjellige formål. Det oppnår dette målet ved å spore brukerne - eller i det minste bevegelsene deres.

Linux -kjernen har et stort basseng med tilfeldige tall å trekke fra. Som det blir bedt om tilfeldige tall, fyller det tallbassenget ved å spore musebevegelser og tastaturinnganger fra brukerne med en høy grad av nøyaktighet, som beskrevet ovenfor.

Så hvis du bruker Linux for å generere tilfeldige tall, kan du faktisk være frøet.

Hvis du vil se denne tilfeldige tallgeneratoren i aksjon, kan du prøve den på denne musepekeren tilfeldig tallgenerator. Hvis du vil, kan du teste det ved å sjekke om hvert siffer vises omtrent så ofte som de andre.

4. Radioaktivt forfall

Radioaktivt forfall er en av de mest pålitelige tilfeldige tallgeneratorene.  Bilde (c) Theasis / Getty Images

De fleste av disse måtene å se på tilfeldige tallgeneratorer er umulige å forutsi, men fortsatt deterministiske - noe som betyr at de er forutsigbare, i teorien. Vi har foreløpig ikke datakraften til å spore hver partikkel i jordens atmosfære, men hvis vi gjorde det, kan vi knekke tilfeldig.Orgs atmosfæriske støymønstre. Men hotbits -tjenesten på Fourmilab i Sveits bruker en virkelig tilfeldig frøskilde: radioaktivt forfall.

Radioaktive partikler skyter av elektroner med en uforutsigbar hastighet. Virkelig uforutsigbar. Det er ikke bare at vi ikke har kunnskap om å estimere når neste partikkel blir frigitt, det er at forfallet er tilfeldig ned til kjernen. "Selv gitt fullstendig kunnskap om fysikkens lover så vel som atomets opprinnelige forhold" kan du bare i beste fall komme med en sannsynlighet for når neste elektron vil bli utgitt, ifølge en artikkel om amerikansk forsker.

Tilfeldige tallgeneratorer som hotbits bruker en Geiger -teller for å måle når elektronene sendes ut for å komme med virkelig tilfeldige tall.

5. Lasere

Lasere er en annen form for virkelig tilfeldig tallgenerering.  Bilde (C) Mathias Joschika / Eyeem / Getty Images

Lasere er en annen måte å generere virkelig tilfeldige tall på, med den ekstra fordelen du kan bruke dem uten å trenge dyrt og farlig radioaktivt materiale. Lasere har den ekstra fordelen med å gi tilfeldige tall veldig raskt.

For eksempel utviklet forskere en brikke som sporer protonene som lasere tilfeldig avgir. Hastigheten som en laser avgir protoner er like tilfeldig som hastigheten som radioaktivitet avgir elektroner. Brikken gjør deretter resultatene til elektrisk spenning som kan måles og konverteres til tilfeldige tall.

Konklusjon

Tilfeldige nummergeneratorer er avgjørende for måten internett kjører på, måten premier tildeles i gaver, måten vi beskytter identiteten vår og vår økonomiske informasjon. Ved å bruke innoverte, uventede og til og med sprø metoder for å sikre at tall virkelig er tilfeldige, holder vi alle disse viktige aktivitetene i gang som de burde.