Случайните числа са от решаващо значение за алгоритмите за криптиране, но те са почти невъзможни за генериране от компютри. Сега шведски изследователи казват, че са създали нов, супер сигурен квантов генератор на случайни числа, използвайки евтини перовскитни светодиоди.
Криптографските алгоритми, които кодират цифрови съобщения, са основата на киберсигурността и единственият начин, по който можем безопасно да правим бизнес онлайн. За да се гарантира, че никой не може да ги разбие, всяко съобщение е кодирано с ключ. Колкото повече произволност или ентропия се съдържа в този ключ, толкова по-сигурна ще бъде системата за криптиране.
Проблемът е, че компютрите са толкова строго процедурни, че е невъзможно да генерират наистина произволни числа без някакъв външен източник на произволност. Този източник на произволност трябва да бъде изключително случаен и изключително бърз; не можеш да стоиш там и да хвърляш монети цял ден.
Така че за високо сигурно криптиране се използват специални външни хардуерни системи – хардуерни генератори на случайни числа – които се докосват до физически явления, които не могат да бъдат предвидени дори на теория: квантова механика на атомно или субатомно ниво. Тези квантови генератори на случайни числа (QRNG) са днешният златен стандарт на криптографията.
Изследователи от университета Линкьопинг в Швеция казват, че са намерили начин да използват перовскит – евтиният, екологично чист материал-чудо, който напоследък е допринесъл за толкова голям напредък в ефективността на слънчевите клетки – като част от евтина, високоскоростна, следваща поколение QRNG система.
Перовскитът, казва екипът, вече може да бъде произведен в ефективни светодиоди, излъчващи светлина при стайна температура (PeLED) с високо регулируеми оптични свойства и евтини, лесни и гъвкави производствени процеси, така че материалът се разглежда като потенциален променящ играта в следващия -gen дисплеи, осветление и оптични комуникации.
Магнус Йохансон
В ново проучване екипът показа, че може да се използва и като висококачествен източник на квантова случайност, като се направят “проективни измервания на слаби кохерентни поляризационни състояния, произведени от PeLED”.
Забележително е, че тази перовскитна QRNG система може дори да удостовери известна степен на лична случайност дори в случай, че някой подслушва генератора и е поел контрола над детекторите и използва квантово заплитане, за да отгатне резултатите.
„В криптографията е важно не само числата да са произволни, но и че вие сте единственият, който знае за тях“, каза Guilherme B Xavier, изследовател в катедрата по електротехника в университета Линчопинг. „С QRNG можем да удостоверим, че голяма част от генерираните битове са частни и следователно напълно защитени. И ако законите на квантовата физика са верни, би трябвало да е невъзможно да се подслушва, без получателят да разбере.“
Екипът получи случайност с изключително високо качество, измерена чрез куп различни показатели, със скорост над 10 Mbit в секунда – и при експерименталните условия успя да гарантира, че около 71% от генерираните битове също са сертифицирани като частни дори в случай на атака от страничен канал на детекторите.
Животът на перовскитния материал не е голям в момента; около 22 дни. Но екипът продължава да развива материала с надеждата да премахне оловото от формулата и значително да удължи живота.
Екипът се надява да развие тази технология в продукт, който е толкова малък, евтин и здрав, че в крайна сметка да може да се използва в потребителската електроника. Вярва, че първите итерации ще бъдат комерсиализирани и готови за приложения за киберсигурност в рамките на пет години.
Изследването е със свободен достъп в списанието Природни комуникации Физика.
източник: Университет Линкьопинг
Публикациите се превеждат автоматично с google translate
