5 techniques de générateur de nombres aléatoires étranges et farfelus

Saviez-vous que vous pourriez devoir votre sécurité de carte de crédit à un mur de lampes de lave? Ce bruit atmosphérique a peut-être été la raison pour laquelle vous avez remporté votre dernier prix du concours? Ou cette décroissance radioactive pourrait protéger votre identité? Voici quelques-unes des méthodes le plus étranges et les plus farfelues que les générateurs de nombres aléatoires utilisent pour rester imprévisible.

Pourquoi les vrais générateurs de nombres aléatoires ont besoin de graines du monde réel

Si vous souhaitez générer un numéro aléatoire pour jouer à un jeu ou pour décider qui va éliminer l'épicerie cette semaine, vous pouvez utiliser une méthode éprouvée comme le roulement de dés ou le retournement d'une pièce. Mais si vous voulez protéger la confidentialité et la sécurité des gens sur Internet, vous avez besoin d'une façon beaucoup plus forte de choisir des nombres aléatoires.

Pour que la cryptographie soit suffisamment forte pour dissuader les voleurs et les pirates, il doit être imprévisible. Et les ordinateurs sont très mauvais pour l'imprévisibilité. En fait, ils sont programmés pour être aussi fiables que possible, donc chaque fois que votre ordinateur exécute un programme, il fonctionne de la même manière. Alors qu'un ordinateur peut générer un nombre aléatoire, il doit être instruit comment faire cela. Et quiconque connaît ces instructions peut prédire les chiffres que le programme proposera.

Pour être sécurisé, de vrais générateurs de nombres aléatoires (TRNGS) doivent utiliser un élément imprévisible, quelque chose qu'un pirate ne peut pas deviner, même s'ils connaissent le code du programme. Pour ce faire, le TRNG prend généralement quelque chose du monde réel, pour "semer" les nombres aléatoires que l'ordinateur choisit.

Voici quelques-unes des graines du monde réel les plus étranges que les générateurs de nombres aléatoires utilisent pour déjouer les pirates:

1. Un mur de lampes de lave

Comment un mur de lampes de lave a sécurisé Internet. Image (c) Images EMAC / Getty Images

Cloudflare est une entreprise qui, selon leur site Web, "alimente près de 10% de toutes les demandes Internet pour plus de 2.8 milliards de personnes dans le monde."Entre autres choses, ils protègent les sites Web des attaques DDOS et d'autres hacks. Inutile de dire que leur cryptage doit être impeccable. Ils ont besoin de semer leurs programmes de cryptage avec un nombre vraiment aléatoire et insuffisant - mais comment?

Pendant longtemps, Cloudflare utilisé, croyez-le ou non, un mur de lampes de lave appelé lavarand pour semer leur générateur de nombres aléatoires.

Lavarand semble farfelu, mais ça a bien fonctionné. Une caméra pointée sur le lavarand a pris un flux vidéo du flux très prévisible de lave et l'a alimenté en générateurs de nombres pseudorandoms cryptographiquement sécurisés."Le résultat a été encore plus imprévisible que le générateur de nombres aléatoires dans le système d'exploitation Linux.Cela a fourni une couche de sécurité supplémentaire aux plus de 10 000 000 applications et API que CloudFlare protège.

2. Des orages

Les coups de foudre alimentent le générateur de nombres aléatoires au hasard.org.  Image (c) Beau van der Graaf / Eyeem / Getty Images

L'une des sources les plus faciles à utiliser et les plus fiables de vrais nombres aléatoires est aléatoire.org. Leurs générateurs de nombres aléatoires, qui sont utilisés pour les dessins de loterie et de concours, les jeux en ligne et bien plus encore, sont alimentés par - les orages.

Aléatoire.Org utilise des radios qui sont réglées entre les stations pour ramasser les différences de bruit atmosphérique, qui est principalement influencée par les orages et les coups de foudre. Chaque jour dans le monde, il y a environ 3 milliards de coups de foudre, donc il y a beaucoup de variation.

Aléatoire.L'org mesure le bruit atmosphérique à différents endroits du monde entier avec un haut degré de précision, ce qui rend très difficile la prévision. En fait, vous devriez être en mesure de surveiller toutes les particules de l'atmosphère terrestre pour le faire.

Le niveau de précision est important car une précision plus élevée est plus difficile à deviner ou à prédire. Par exemple, il est assez facile de deviner que la température par une journée ensoleillée est dans les années 80. Il est beaucoup plus difficile de deviner que c'est 82.17 degrés.

Si vous mesurez avec un degré élevé de précision et utilisez ensuite uniquement les nombres décimaux, votre générateur de nombres aléatoires est pratiquement impossible à prédire.

Si vous voulez savoir si vous pouvez faire confiance aux résultats, aléatoire.Org a une analyse statistique de la question de savoir si le bruit atmosphérique fonctionne vraiment comme un générateur de nombres aléatoires.

3. Vos propres mouvements

Mouvements de souris et de clavier alimenter les générateurs de nombres aléatoires.  Image (c) Tom Eversley / Eyeem / Getty Images

Le système d'exploitation Linux alimente les ordinateurs, les serveurs, les appareils domestiques et même la station spatiale internationale. Il doit avoir un générateur de nombres aléatoires de confiance disponible à diverses fins. Il atteint cet objectif en suivant ses utilisateurs - ou, au moins, leurs mouvements.

Le noyau Linux a un grand pool de nombres aléatoires pour tirer. Comme les nombres aléatoires sont demandés, il reconstitue le pool de nombres en suivant les mouvements de la souris et les entrées de clavier de ses utilisateurs avec un haut degré de précision, comme décrit ci-dessus.

Donc, si vous utilisez Linux pour générer des nombres aléatoires, vous pourriez en fait être la graine.

Si vous souhaitez voir ce générateur de nombres aléatoires en action, essayez-le à ce générateur de nombres aléatoires de pointeur de souris. Si vous le souhaitez, vous pouvez le tester en vérifiant si chaque chiffre apparaît à peu près aussi souvent que les autres.

4. Désintégration radioactive

La désintégration radioactive est l'un des générateurs de nombres aléatoires les plus fiables.  Image (c) Theasis / Getty Images

La plupart de ces façons de semer les générateurs de nombres aléatoires sont impossibles à prévoir, mais toujours déterministes - ce qui signifie qu'ils sont prévisibles, en théorie. Nous n'avons pas actuellement la puissance de calcul pour suivre toutes les parties de l'atmosphère terrestre, mais si nous le faisions, nous pouvions craquer au hasard.Les modèles de bruit atmosphérique de l'organisation. Mais le service Hotbits à Fourmilab en Suisse utilise une source de graines vraiment aléatoire: Décriture radioactive.

Les particules radioactives tirent des électrons à un rythme imprévisible. Vraiment imprévisible. Ce n'est pas seulement que nous n'avons pas le savoir-faire à estimer quand la prochaine particule sera libérée, c'est que la désintégration est aléatoire jusqu'à son cœur. "Même compte tenu de la connaissance complète des lois de la physique ainsi que des conditions initiales de l'atome" que vous ne pouvez que, au mieux, trouver une probabilité que le prochain électron sera publié, selon un article sur American Scientist.

Les générateurs de nombres aléatoires comme Hotbits utilisent un compteur Geiger pour mesurer lorsque les électrons sont émis pour proposer des nombres vraiment aléatoires.

5. Lasers

Les lasers sont une autre forme de génération de nombres vraiment aléatoires.  Image (c) Mathias Joschika / Eyeem / Getty Images

Les lasers sont une autre façon de générer des nombres vraiment aléatoires, avec l'avantage supplémentaire que vous pouvez les utiliser sans avoir besoin de matières radioactives coûteuses et dangereuses. Les lasers ont l'avantage supplémentaire de fournir des nombres aléatoires très rapidement.

Par exemple, les chercheurs ont développé une puce qui suit les protons que les lasers émettent au hasard. La vitesse à laquelle un laser émet des protons est aussi aléatoire que la vitesse à laquelle la radioactivité émet des électrons. La puce transforme ensuite les résultats en tension électrique qui peut être mesurée et convertie en nombres aléatoires.

Conclusion

Les générateurs de nombres aléatoires sont cruciaux pour la façon dont notre Internet fonctionne, la façon dont les prix sont attribués en cadeaux, la façon dont nous protégeons nos identités et nos informations financières. En utilisant des méthodes innovantes, inattendues et même farfelues pour s'assurer que les nombres sont vraiment aléatoires, nous maintenons toutes ces activités vitales comme elles devraient.