- Neden Gerçek Rastgele Sayı Üreticilerin Gerçek Dünya Tohumlarına İhtiyacı Var?
- 1. Lav Lambalarının Bir Duvarı
- 2. Fırtınalar
- 3. Kendi Hareketleriniz
- 4. Radyoaktif Bozunma
- 5. Lazerler
- Sonuç
Kredi kartı güvenliğinizi lav lambalarından oluşan bir duvara borçlu olabileceğinizi biliyor muydunuz? Son çekiliş ödülünü kazanmasının sebebi atmosferik gürültü olabilir mi? Veya bu radyoaktif bozulma kimliğinizi koruyor olabilir? İşte rastgele sayı üreteçlerinin öngörülemeyen kalması için kullandıkları en garip ve en zayıf gerçek dünya yöntemlerinden bazıları.
Neden Gerçek Rastgele Sayı Üreticilerin Gerçek Dünya Tohumlarına İhtiyacı Var?
Bir oyun oynamak veya bu hafta bakkaliye kimin bakacağına karar vermek için rastgele bir sayı oluşturmak istiyorsanız, zar atmak veya jeton çevirmek gibi denenmiş ve doğru bir yöntem kullanabilirsiniz. Ancak, insanların İnternet'teki gizliliğini ve güvenliğini korumak istiyorsanız, rastgele sayıları seçmek için çok daha güçlü bir yol gerekir.
Kriptografinin hırsızları ve bilgisayar korsanlarını caydıracak kadar güçlü olması için tahmin edilemez olması gerekir. Ve bilgisayarlar öngörülemeyen çok kötü. Aslında, olabildiğince güvenilir olacak şekilde programlanmışlardır, böylece bilgisayarınız bir programı her çalıştırdığında, aynı şekilde çalışır. Bir bilgisayar rastgele bir sayı üretebilirken, nasıl yapılacağı konusunda bilgilendirilmesi gerekir. Ve bu talimatları bilen herkes programın nasıl çalışacağını tahmin edebilir.
Güvenli olması için, gerçek rasgele sayı üreteçlerinin (TRNG'ler), genellikle gerçek dünyadan alınan, bilgisayarın seçtiği rasgele sayıları "tohumlamak" için öngörülemeyen bir eleman kullanmaları gerekir. Rasgele sayı üreticilerinin bilgisayar korsanlarını engellemek için kullandıkları en tuhaf yollardan bazıları şunlardır:
1. Lav Lambalarının Bir Duvarı
Cloudflare, web sitelerine göre, "dünya genelinde 2,8 milyardan fazla insan için tüm Internet taleplerinin yaklaşık yüzde 10'unu sağlayan" bir şirkettir. Diğer şeylerin yanı sıra, web sitelerini DDOS saldırılarına ve diğer bilgisayar korsanlarına karşı korurlar. Söylemeye gerek yok, şifrelemeleri kusursuz olmalı. Şifreleme programlarını gerçekten rastgele, kırılmaz bir numara ile nasıl tohumlayabilirler?
Uzun süredir, ister inan ister inanma, rastgele sayı üreteçlerini tohumlamak için LavaRand adında bir lav lambası duvarı kullandılar.
LavaRand tuhaf geliyor, ama iyi çalıştı. LavaRand'a işaret eden bir kamera, düzinelerce turdaki yüksek oranda öngörülemeyen lav akışının bir video beslemesini aldı ve onu "kriptografik olarak güvenli sözde ve rasgele sayı üreteçlerine" besledi. Sonuç, Linux işletim sistemindeki rasgele sayı üreticisinden daha tahmin edilemezdi. Bu, Cloudflare'un koruduğu 10.000.000'den fazla uygulamaya ve API'ye ek bir güvenlik katmanı sağladı.
2. Fırtınalar
Gerçek rasgele sayı üreteçlerinin en kolay ve en güvenilir kaynaklarından biri Random.org. Piyango ve çekiliş çizimleri, çevrimiçi oyunlar ve çok daha fazlası için kullanılan rasgele sayı üreteçleri, fırtınalar tarafından desteklenmektedir.
Random.org, çoğunlukla fırtına ve yıldırım çarpmasından etkilenen atmosferik gürültülerdeki farklılıkları tespit etmek için istasyonlar arasında ayarlanan radyoları kullanır. Dünyada her gün yaklaşık 3 milyar yıldırım düşüyor, bu nedenle çok fazla çeşitlilik var.
Random.org, dünyanın farklı yerlerindeki atmosferik gürültüyü yüksek bir hassasiyetle ölçer, bu da tahmin etmeyi çok zorlaştırır. Aslında, bunu yapmak için Dünya atmosferindeki her parçacığı izleyebilmeniz gerekir.
Doğruluk düzeyi önemlidir çünkü tahmin etmek veya tahmin etmek zordur. Örneğin, güneşli bir günde sıcaklığın 80'lerde olduğunu tahmin etmek oldukça kolaydır. 82.17 derece olduğunu tahmin etmek çok daha zor. Yüksek doğruluk derecesiyle ölçüp yalnızca ondalık basamak sayılarını kullanırsanız, rasgele sayı üreteciniz tahmin etmek neredeyse imkansızdır.
Sonuçlara güvenip güvenemeyeceğinizi bilmek istiyorsanız, Random.org atmosferik gürültünün gerçekten rastgele bir sayı üreteci olarak çalışıp çalışmadığını istatistiksel olarak analiz eder.
3. Kendi Hareketleriniz
Linux işletim sistemi bilgisayarlara, sunuculara, ev aletlerine ve hatta Uluslararası Uzay İstasyonuna güç sağlar. Kullanılabilir güvenilir bir rasgele sayı üreteci olması gerekir. Ve bu hedefi, kullanıcılarını veya en azından hareketlerini takip ederek gerçekleştirir.
Linux çekirdeği, çekilecek büyük bir rasgele sayı havuzuna sahiptir. Rasgele sayılar talep edildiğinde, yukarıda belirtilen şekilde, kullanıcılardan gelen fare hareketlerini ve klavye girişlerini yüksek doğruluk derecesiyle izleyerek sayı havuzunu doldurur.
Yani rasgele sayılar üretmek için Linux kullanıyorsanız, kendiniz tohum olabilir.
Bu rasgele sayı oluşturucuyu çalışırken görmek istiyorsanız, bu Fare İşaretçisi Rastgele Sayı Oluşturucu'da deneyin. İsterseniz, her basamağın diğerleri kadar sık görünüp görünmediğini kontrol ederek test edebilirsiniz.
4. Radyoaktif Bozunma
Bu rasgele sayı üreteçlerini tohumlama yöntemlerinin çoğunun tahmin edilmesi imkansızdır, ancak yine de deterministtir, yani teoride tahmin edilebilir oldukları anlamına gelir. Şu anda Dünya'nın atmosferindeki her parçacığı takip edecek bilgi işlem gücüne sahip değiliz, ancak yaparsak Random.org'un atmosferik gürültü modellerini kırabiliriz. Ancak İsviçre'deki Fourmilab'daki HotBits servisi gerçekten rastgele bir tohum kaynağı kullanıyor: radyoaktif bozulma.
Radyoaktif parçacıklar, elektronları tamamen tahmin edilemeyecek bir oranda çekiyor. Gerçekten tahmin edilemez. Sadece bir sonraki parçacığın ne zaman salınacağını tahmin edecek bilgi birikimimiz yok, çürümenin çekirdeği için rasgele olduğu anlamına geliyor. American Scientist adlı bir makaleye göre, "Fizik yasalarının yanı sıra atomun başlangıç koşulları hakkında tam bilgi verilmiş olsa bile", ancak en iyi ihtimalle, bir sonraki elektronun ne zaman serbest bırakılacağı olasılığını bulabilirsin.
HotBits gibi rasgele sayı üreteçleri, elektronların gerçekten rastgele sayılarla ortaya çıktıklarında ne zaman yayıldığını ölçmek için bir Geiger sayacı kullanır.
5. Lazerler
Lazerler, gerçekten rastgele sayılar üretmenin başka bir yoludur; ek olarak, pahalı ve tehlikeli radyoaktif madde temin etmek zorunda kalmama gerekliliği de vardır. Lazerler, çok hızlı bir şekilde rasgele sayılar sağlama avantajına sahiptir.
Örneğin, araştırmacılar, rastgele lazer veren protonları izleyen bir çip geliştirdiler. Bir lazerin proton yaydığı hız, radyoaktivitenin elektron yaydığı hız kadar rasgeledir. Çip daha sonra sonuçları ölçülüp rastgele sayılara dönüştürülebilen elektrik voltajına dönüştürür.
Sonuç
Rastgele sayı üreteçleri, internetimizin çalışma şekli, hediye ödüllerinde ödüllendirme şekli, kimliklerini ve finansal bilgilerimizi korumamız için çok önemlidir. Sayıların gerçekten rastgele olmasını sağlamak için yenilikçi, beklenmedik ve hatta tuhaf yöntemler kullanarak, tüm bu işlevleri gerektiği gibi çalışır halde tutarız.