
彩票,事故和掷骰子 - 我们周围的世界充满了不可预测的事件。然而,生成真正随机的加密数字系列仍然是一项令人惊讶的艰巨任务。
现在,研究人员已经使用了依靠两者的弯曲实验阿尔伯特·爱因斯坦的相对论描述亚原子颗粒的概率性质的量子力学,以产生保证是随机的数字字符串。
“如果您派遣一些人按照他们的意愿检查我们的实验组件,然后让他们试图对这些随机数量的预测进行预测,那么他们根本无法预测它们。” [世界上最美丽的方程式这是给出的
无处不在的计算机使用随机数作为锁定或解锁加密信息的密钥。生产这些键的许多过程(例如现在可能正在计算机上的随机数生成器)使用弹出看似任意的数字字符串的算法。其他方法试图利用现实世界的随机性,例如测量击键或计算机服务器的波动温度之间的时间长度,以产生随机数。
但是这种方法仍然容易受到攻击。精明的黑客可以篡改随机数生成器,也可以学习其基本原理,以找出将产生什么数字。 2012年,安全研究人员发现成千上万的互联网服务器容易遭受黑客攻击由于它们依赖质量质量较差的随机数发生器。
纠缠的光子
另一方面,量子力学提供了真正的随机结果。例如,轻粒子或光子,可以指向或指出。在测量之前,该粒子处于叠加状态,其中有50%的机会指向,一旦测量,它都有指向下降的机会50%。研究人员说,它的最终结果是随机的,但是将此属性用于数字生成仍然有些问题。
比尔霍斯特说:“假设我给你一个光子。” “我说,'哦,这是一个上下的叠加状态。'”他说,在测量之后,光子原来是倒下的,这是没有人应该预测的结果。
Bierhorst补充说:“但是现在您会说,'我怎么知道光子并不总是下降?'”换句话说,对于任何单独的光子,在测量之前处于叠加状态。为了解决这个难题,比尔霍斯特和他的同事们给每个光子一个伙伴。这些光子对彼此纠缠在一起,这意味着它们的性质永远被绑在一起。 [信息图:量子纠缠的工作方式这是给出的
在他们的实验中,研究人员将两个光子发送到实验室的相对端,分别为613英尺(187米),并测量了它们的性质。由于它们的纠缠,光子总是返回的协调结果;如果发现一个人向上,另一个总是倒下。
因为他们相距很远,所以光子无法讨论他们的完美锁定同步,除非他们可以更快地发送信号光速,这将违反爱因斯坦的相对论。研究人员说,这两个光子互相检查,确保它们在测量之前实际上处于叠加状态,并且它们的结果确实是随机的。新方法今天(4月11日)在日记本质。
“您真的可以说,他们已经建立了最终的量子随机数生成器,”比利时布鲁塞尔自由大学的量子物理学家Stefano Pironio说,他没有参与这项工作。
但是,他补充说,该方法花费了大约10分钟的时间来产生1,024个随机字符串,而当前的加密过程将需要更快的数字发生器。
新技术的第一个现实世界使用将纳入NIST的随机信标Bierhorst说,这是研究不可预测性的研究人员的公共来源。
但是他补充说,他希望实验设置有一天可以缩小到足以适合计算机芯片上,并有助于创建“不可或缺”的消息。
最初出版现场科学。