Продемонстрирован «кристаллический» генератор случайных чисел — Naked Science
5 минут
Сергей Васильев
1

Продемонстрирован «кристаллический» генератор случайных чисел

5.5

Британские инженеры научились использовать кристаллизацию для получения настоящих случайных чисел и повышения надежности шифрования.

©Lee et al., 2020

Если вы попробуете назвать серию любых случайных чисел, у вас ничего не получится. Уже многократно было продемонстрировано, что в любом составленном человеком ряду можно найти определенные закономерности. Но истинно случайных чисел не выдаст и компьютер, который использует для этого специальные алгоритмы: выдаваемые ими числа точнее называть псевдослучайными.

Такие числа активно используются, например, в криптографии, и понимание «отклонений от чистой случайности» может дать злоумышленникам важнейший ключ для взлома зашифрованных данных. Поэтому для некоторых особо защищенных систем инженеры находят источники случайных чисел в природе, используя датчики температуры, движения, шума, радиоактивного распада.

Например, в системе Lavarand генерация случайных чисел производится на основе снимков нескольких «лавовых ламп» и движения полужидких капель в масле. А Лерой Кронин (Leroy Cronin) и его коллеги из Университета Глазго нашли еще один нестандартный подход к задаче — и в качестве источника случайных чисел использовали кристаллы. Об этом они пишут в статье, опубликованной в журнале Matter.

В самом деле, кристалл характеризуется высокой упорядоченностью, однако сам процесс кристаллизации из жидкого раствора происходит как череда случайных событий. Невозможно предсказать точно ни момент его начала, ни темпы роста кристалла, ни массу дефектов, возникающих в структуре. Поэтому Лерой Кронин с соавторами использовали емкость с насыщенным раствором соли и следили за ростом кристаллов с помощью обычной веб-камеры.

«Кристаллизационный» генератор случайных чисел / ©Lee et al., 2020

Хаотическую картинку роста система автоматически превращала в последовательность нулей и единиц и формировала из них случайные числа. Ученые зашифровали слово crystal! («кристалл!») с использованием этих чисел, а также с помощью псевдослучайных чисел, сгенерированных одним из популярных алгоритмов. На обратную расшифровку в первом случае потребовалось куда больше времени.

Однако авторы планируют сделать свою систему более устойчивой к взлому. Для этого в процесс будет внесено еще больше элементов случайности: например, за счет проведения химических реакций перед кристаллизацией. Кроме того, прототип может быть миниатюризирован и адаптирован для использования в самых обычных персональных компьютерах — по крайней мере, теоретически.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 17:41
37 минут
Александр Березин

Филипп Мандей основал целое направление исследований: он первым установил, что закисление океанов — последствие глобального потепления — угрожает обонянию и умению ориентироваться у морских рыб. Само собой, это создает угрозу их вымирания. Долго оставалось загадкой только одно: как существующие виды рыб перенесли серьезное закисление океана при прошлых изменениях климата. Теперь все проясняется: похоже, Мандей обнаружил эффект, которого никогда не было. Интересно, что вместе с ним его наблюдали еще 179 ученых — и теперь все они оказались в центре чудовищного скандала. Попробуем разобраться в деталях.

Позавчера, 15:59
13 минут
Александр Речкин

В учебниках истории XX века, на сотнях плакатах и в десятках кинофильмах о Второй мировой войне мы видели знаменитые танки, «катюши» и бороздящие небеса Ил-2. Давайте проверим, сможете ли вы отличить советскую военную технику от машин союзников и стран «оси».

7 мая
5 минут
Илья Ведмеденко

Военно-морской флот получил многоцелевую атомную подводную лодку К-561 «Казань». Это один из самых совершенных кораблей такого типа в мире.

Позавчера, 17:41
37 минут
Александр Березин

Филипп Мандей основал целое направление исследований: он первым установил, что закисление океанов — последствие глобального потепления — угрожает обонянию и умению ориентироваться у морских рыб. Само собой, это создает угрозу их вымирания. Долго оставалось загадкой только одно: как существующие виды рыб перенесли серьезное закисление океана при прошлых изменениях климата. Теперь все проясняется: похоже, Мандей обнаружил эффект, которого никогда не было. Интересно, что вместе с ним его наблюдали еще 179 ученых — и теперь все они оказались в центре чудовищного скандала. Попробуем разобраться в деталях.

Позавчера, 15:59
13 минут
Александр Речкин

В учебниках истории XX века, на сотнях плакатах и в десятках кинофильмах о Второй мировой войне мы видели знаменитые танки, «катюши» и бороздящие небеса Ил-2. Давайте проверим, сможете ли вы отличить советскую военную технику от машин союзников и стран «оси».

5 мая
6 минут
Сколтех

В России таких результатов не было уже около десяти лет. Его получение потребовало настоящей кооперации между исследователями ИВМ РАН, Сколтеха и МГУ.

23 апреля
11 минут
Василий Парфенов

Действующий глава NASA в рамках общения с прессой ответил на ряд вопросов, касающихся недавних заявлений российских политиков и главы «Роскосмоса» о скором отказе от собственного сегмента МКС. Администратор заверил всех, что агентство находится в хороших отношениях с Россией, а также поделился информацией о согласовании обмена местами для астронавтов и космонавтов в пилотируемых миссиях двух стран.

16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

25 апреля
17 минут
Александр Березин

На этой неделе СМИ выдали новость, от которой можно впасть в шок: «Ранее из России уезжало около 14 тысяч исследователей [в год], теперь — 70 тысяч». Мы внимательно разобрались в ситуации и вынуждены отметить, что ничего подобного не было и нет. В реальности речь вовсе не об ученых и даже не о высококвалифицированных специалистах. Проблемы с учеными в России есть. Но в этом случае речь идет не о них, а о том, что отдельные бывшие комсомольские вожаки, удачно устроившиеся в РАН, перепутали утечку мозгов из России с отъездом из нее гастарбайтеров. Разбираемся, как это у них получилось.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

13.02.2020
-
0
+
это же всё равно диапазон чисел, не? такой способ не даст число 1 или 2 например
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: