Ученые из Университета Глазго адаптировали известный в химии и физике процесс выращивания кристаллических структур для генерации случайных математических чисел. Не секрет, что существующие программные алгоритмы такой генерации «псевдослучайны» – они сохраняют определенные закономерности при расчетах. В противовес природа сумела создать идеальный механизм генерации истинно случайных показателей – параметров образования кристаллов.
Как поясняют физики, перед запуском реакции в исходной системе есть практически бесконечное число энергетически эквивалентных способов объединения определенных реагентов. Это порождает запредельную энтропию и исключает, что в той же самой системе при аналогичных условиях удастся повторить процесс создания конкретного кристалла, то есть получить два идентичных образца. Например, образование снежинок – все они разные и неповторимые.
Ученые создали подобие огромной «фермы» с множеством ячеек, в которых были созданы условия для роста кристаллов. После запуска процесса робот постоянно анализировал состояние каждого образца, собирая такие данные, как размер растущего кристалла, форма, ориентация, цвет и т.д. Информация по всем образцам кодировалась в двоичной форме и каждые 10 минут преобразовывалась в новое число – это и есть готовый генератор случайных чисел, основанный на новых принципах.
При проверке на тестах шифрования-взлома результат деятельности робота-кристаллизатора соответствовал тестам на случайность, установленным Национальным институтом стандартов и технологий (Великобритания). И при этом превосходил показатели псевдослучайных программных генераторов. Увы, практическое применение громоздкого и сложного кристаллического генератора пока невозможно, технология еще нуждается в серьезной доработке.