Hardwarový generátor náhodných čísel

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Karta, která pro SSL akceleraci používá hardwarový generátor náhodných čísel a ten pak pro generování kryptografických klíčů, které slouží pro šifrovanou komunikaci přes počítačovou síť.

Hardwarový generátor náhodných čísel (TRNG, anglicky true random number generator) je v informatice zařízení, které je připojeno k počítači a které generuje náhodná čísla z fyzikálního procesu. Taková zařízení jsou často založena na mikroskopických jevech, které generují nízkoúrovňové, statisticky náhodné "šumové" signály, například z tepelného šumu či fotoelektrického jevu nebo jiných kvantových jevů. Tyto procesy jsou, teoreticky, zcela nepředvídatelné a teoretická potvrzení nepředvídatelnosti jsou předmětem zkušebního testu. Kvantově založený hardwarový generátor náhodných čísel se typicky skládá z převodníku převádějící některé aspekty fyzikálních jevů na elektrický signál, zesilovač a dalších elektronických obvodů, aby byl výstup snímače přenesen do makroskopické oblasti, a nějaký druh analogového na digitální převodníku pro konverzi výstupu do digitálního čísla, často binární číslice 0 nebo 1. Tím, že opakujeme vzorky náhodně různého signálu, se získá řada náhodných čísel.

Hardwarové generátory náhodných čísel se liší od pseudonáhodných generátorů náhodných čísel, které se běžné používají ve většině počítačů. Tyto pseudogenerátory náhodných čísel používají deterministický algoritmus pro výrobu číselné posloupnosti. Proto nejsou vhodné pro kryptografické aplikace, jsou totiž náchylné k dešifrovacímu útoku. Takže ve vysokých bezpečnostních aplikací, jako jsou produkce náhodných klíčů pro vojenské a obchodní šifrovací systémy, se používají generátory hardwarově náhodné.

Hardwarové generátory náhodných čísel jsou často relativně pomalé a mohou produkovat zkreslené sekvence (tj. některé hodnoty jsou častější než ostatní), což vyžaduje použití debiasingu.

Fyzikální jevy s kvantově-náhodnými vlastnostmi[editovat | editovat zdroj]

Existují dva základní zdroje praktické kvantově mechanické fyzikální náhodnosti: kvantová mechanika na atomární nebo sub-atomární úrovni a tepelný šum (z nichž některé jsou kvantově mechanického původu). Kvantová mechanika předpovídá, že jsou některé fyzikální jevy, jako je například radioaktivní rozpad atomů, v zásadě náhodné, a proto je nemůžeme předvídat. (Pro diskuzi o empirickém ověření kvantové nepředvídatelnosti viz Bellovy testovací experimenty). A protože žijeme v konečné, nenulové teplotě, každý systém má nějaké náhodné změny svého stavu, například molekuly vzduchu jsou neustále od sebe náhodně odstrkovány. (Viz statistická mechanika) Tato náhodnost je také kvantový jev. (Viz fonon)

Protože výsledky kvantově-mechanické události nemohou být v zásadě předpovězeny, jsou jakýmsi "zlatým standardem" pro generování náhodných čísel. Mezi některé kvantové jevy používané pro generování náhodných čísel patří:

Odkazy[editovat | editovat zdroj]

Reference[editovat | editovat zdroj]

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Hardware random number generator na anglické Wikipedii.

Související články[editovat | editovat zdroj]

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]