Eine Gruppe von Wissenschaftlern der NTU Singapur, Yale und des Trinity College Dublin hat es geschafft, mit einem laserbasierten System bis zu 250 TB Zufallszahlen pro Sekunde zu generieren, mehr als das 100-fache dessen, was mit aktuellen computergestützten Methoden erzeugt wird.
Die Zufallszahlengenerierung (RNG) ist ein Schlüsselelement in der Welt der Cybersicherheit. In kryptografischen Systemen ermöglichen diese Zufallszahlen die Erzeugung von Token mit einem hohen Entropiegrad und sind daher schwieriger zu knacken.
Lernen Sie den schnellsten laserbasierten Zufallszahlengenerator kennen
„Aktuelle Zufallszahlengeneratoren, die von Computern betrieben werden, sind billig und effektiv. Sie sind jedoch anfällig für Angriffe, da Hacker zukünftige Zahlenfolgen vorhersagen könnten, wenn sie den Algorithmus entdecken, der zum Generieren der Zahlen verwendet wird. Unser System ist sicherer, da es eine unvorhersehbare Methode zum Generieren von Zahlen verwendet, sodass selbst diejenigen mit demselben Gerät nicht replizieren können “, erklärt Wang Qijie, Professor an der NTU School of Electronics und am Institute of Photonics.
Das System verwendet einen Laser zusammen mit einem speziellen sanduhrförmigen Hohlraum. Die erzeugten Zufallszahlen basieren auf Reflexionen von diesem Hohlraum. Die Forscher fanden heraus, dass wie bei Schneeflocken aufgrund der unvorhersehbaren Natur des vom Hohlraum reflektierten Lichts keine zwei erzeugten Zahlenfolgen gleich waren.
Der Laser im System ist einen Millimeter lang und kleiner als die meisten Laser. Dies zeigt uns, dass es sich um ein energieeffizientes System handelt, das mit einem einzigen Ampere betrieben wird, sodass keine teure Stromquelle erforderlich ist.
Wenn der Laser auf einer Oberfläche beleuchtet wird, enthält sein Licht ein sich ständig änderndes Muster, das sich aufgrund von Überlappungen zufällig aufhellt. Über einen Computer ist es möglich, diese Helligkeit zu übersetzen, um eine zufällige Reihe von Einsen und Nullen zu erstellen.
Laut einer Ende Februar veröffentlichten Studie konnten Forscher bis zu 254 Billionen Stellen pro Sekunde bzw. 254 Punkte pro Milliardstel Sekunde erzielen.
In nur 12 Sekunden könnte das System eine Reihe von Zufallszahlen generieren, die der Größe der Informationen in der weltweit größten Bibliothek des US-Kongresses entsprechen.
Um in der realen Welt arbeiten zu können, müsste dieser Laser-Zufallszahlengenerator mit Lichtdetektoren ausgestattet sein, die die Daten in Echtzeit senden können, um die massive Übertragung der erhaltenen Informationen zu bewältigen.
Diese Arbeit könnte eine neue Ära in der Kryptographie einleiten. Zufallszahlen werden für alle Arten von Zwecken verwendet, z. B. zum Generieren von Datenverschlüsselungsschlüsseln und Einmalkennwörtern. Mit seinem 53-Qubit-Quantencomputer zeigte Google die Leistungsfähigkeit seines Projekts mithilfe eines Zufallszahlengenerators. Jetzt haben Wissenschaftler einen anderen Weg gefunden, um sie in großem Maßstab zu erhalten.
