Камера смартфона может генерировать случайные числа для схем шифрования

Группа физиков из Женевского университета, возглавляемая Бруно Сангвинетти (Bruno Sanguinetti) предложила превратить обычный смартфон в квантовый генератор случайных чисел, необходимых для организации безопасных коммуникаций.

В статье, размещенной (до ее официального выхода в Physical Review X) на сервере arXiv, авторы описывают, как фотонная чувствительность камеры, встроенной в Nokia N9, позволила им получить истинно случайные числа, пригодные для применения в алгоритмах надежного шифрования.

Современные компьютеры с их детерминистическим принципом пошаговых вычислений плохо приспособлены для получения подлинно случайных величин. Поэтому, при многих попытках взлома, злоумышленники в первую очередь стараются получить доступ к генератору псевдослучайных чисел компьютера или смартфона: чисел, которые выглядят как случайные, но являются частью постоянно повторяющейся последовательности. Знание ее позволяет хакерам «обрушить» сразу всю схему защиты чувствительной информации — о кредитных картах, паролях и персональных идентификационных кодах.

В поисках путей решения проблемы ученые обращаются к естественным, чаще всего квантовым процессам. Например, теоретически считается невозможным предсказать момент испускания атомом фотона или количество таких частиц, генерируемых за определенный промежуток времени.

Объектом для исследования был выбран Nokia N9, единственный найденный авторами смартфон с открытым ПО, которое можно использовать для регистрации света от лазерного луча, направленного в объектив камеры.

Каждый пиксель сенсора этой камеры обладает достаточной чувствительностью, чтобы фиксировать количество попавших в него фотонов. Таким образом, все что потребовалось, это дополнить имеющееся ПО модулем, преобразующим эту информацию в непрерывный поток (1,25 Гб/с) истинно случайных чисел.

Тщательное тестирование такого квантового генератора показало, что малейшее отклонение от идеально случайного распределения регистрируется не раньше, чем после 1096 его запусков. Авторы особенно подчеркивают удобство и универсальность предлагаемого метода, который может быть достаточно просто адаптирован практически для любого смартфона.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365