Компьютерам непросто сгенерировать истинную случайность, поскольку алгоритмы используют закономерности, которые можно отследить. Но если соединить машину с действительно непредсказуемым химическим процессом, как это сделали шотландские ученые, можно получать действительно случайные числа.
Кристаллизация – это физическое изменение, которое происходит при образовании твердых тел кристалла в результате химической реакции. Она обладает бесконечными возможностями для рандомизации.
«В химической системе каждый раз, когда выполняется реакция, имеется почти бесконечное число энергетически эквивалентных путей комбинации отдельных реагентов, что приводит к высокой неопределенности и энтропии. В точности тот же пройденный путь никогда не будет повторен», - пояснили ученые из Университета Глазго. Отсюда следует, что такая химическая система может служить хорошим способом генерации случайных чисел, пишет Science Alert.
На практике это выглядит так: роботизированная система запускает сотни химических реакций, в результате которых возникают кристаллические структуры, и наблюдает за их ростом, записывая огромное количество переменных: форму, размер, направление роста, цвет и расположение кристаллов. Снимки делаются каждые десять минут, изображения конвертируются в бинарный код.
Тест на дешифровку, разработанный Национальным институтом стандартов и технологий США, показал, что такая система превосходит результаты компьютерных генераторов псевдослучайных чисел. Сообщения, закодированные такими действительно случайными числами, оказались устойчивее к взлому, чем кодирование на основе алгоритмов случайности.
Следует отметить, что пока это всего лишь доказательство действенности идеи – практической ценности в нынешнем виде оно не имеет. Мало кто может позволить себе робота, обслуживающего сотни химических экспериментов. В будущем ученые должны будут придумать, как упростить эту систему.
Первую оптическую систему шифрования разработали недавно в Израиле. Вместо того чтобы использовать один цвет спектра для отправки потока данных, этот метод распределяет передачу по множеству цветов оптического спектра. Что невозможно увидеть, то невозможно украсть.