امنیت همواره یکی از مسائل حیاتی در دنیا بوده است اما به دنبال الکترونیکی شدن بسیاری از فعالیت‌ها، این موضوع بیش از پیش اهمیت پیدا کرد. این روزها اما با وجود قدرتمندتر شدن توان پردازشی کامپیوترها، هکرها راحت‌تر از قبل می‌توانند به سیستم‌ها حمله کرده و اطلاعات حیاتی کاربران را به سرقت ببرند. در این بین اما رمزنگاری یکی از روش‌های مرسوم و قدرتمند برای جلوگیری از این اتفاق است. در حوزه رمزنگاری و کلیدهای رمزنگاری، اعداد تصادفی یکی از مهم‌ترین مسائل هستند که سطح امنیت را تعیین می‌کنند. درواقع در حوزه رمزنگاری، هرچه کلید تصادفی‌تر و غیرقابل پیش‌بینی‌تر باشد، سخت‌تر امکان شکستن آن فراهم شده و به عبارتی امنیتی که فراهم می‌کند بالاتر می‌رود.

سالیان سال است که روش‌های مختلفی برای تولید اعداد تصادفی به وجود آمده است. به عنوان ابتدایی‌ترین و ساده‌ترین راه‌ها می‌توانیم به پرتاب سکه یا تاس اشاره کنیم. در رمزنگاری مدرن اما به دنبال این هستیم که بتوانیم اعداد تصادفی در مقیاس بزرگ، با تعداد زیاد و با سرعت بالا را به صورت بیت یا عدد تولید کنیم.

یکی از روش‌های تولید اعداد تصادفی، استفاده از سیستم‌های مبتنی بر لیزر بوده است. لیزرها از فوتون‌های کوچک کوانتومی ساخته شده‌اند که رفتار نامنظم و غیرقابل پیش بینی دارند. با این حال نوسان تصادفی این ذرات منجر به تولید پرتوی لیزری می‌شوند که رایانه قابلیت تشخیص آن را دارد. مشکل این روش تا کنون این بود که سیستم‌های مبتنی بر این روش چندان زیاد نبودند و از سمت دیگر سرعت بالایی در تولید اعداد تصادفی نداشتند. همچنین این سیستم‌ها قادر به تولید اعداد به صورت هم‌زمان از یک پرتو نبودند.

حالا دانشمندان موفق شده‌اند که با استفاده از لیزر در مقیاس تراشه، اعداد تصادفی را با سرعتی 100 برابر سرعت تولید سیستم‌های کنونی، تولید کنند. رهبری پروژه جدید را پروفسور فیزیک کاربردی در دانشگاه ییل، هیو کائو، به عهده دارد. وی در بخشی از صحبت‌هایش اشاره کرده است که سیستم‌های فیزیکی که در این زمینه وجود دارند و برای تولید اعداد تصادفی به کار می‌روند، سرعت چندان بالایی ندارند. از سوی دیگر این سیستم‌ها ترتیبی هستند، به این معنا که تنها قادرند یک جریان بیت ایجاد کنند و توانایی ایجاد چندین جریان هم‌زمان را ندارند. از این رو به واسطه‌ی ترتیبی بودن و سرعت پایین، به کندی اعداد تصادفی را تولید می‌کنند. این کند بودن در شرایطی است که حالا قدرت پردازشی سیستم‌ها به شدت افزایش یافته و برای تأمین امنیت داده‌ها، نیاز است تا سرعت ایجاد اعداد تصادفی به مراتب بالاتر برود.

سیستم طراحی شده توسط پروفسور هیو کائو عملاً پاسخی است به همین نیاز. این تیم یک لیزر کوچک اما حرفه‌ای طراحی کرده‌اند که ظاهر آن شبیه به یک ساعت شنی است. با تابش لیزر، نور در بین در سر ساعت شنی کمانه کرده و این نوسان ایجاد شده در تراکم ذرات کوانتومی با یک دوربین پرسرعت ثبت می‌شوند. حالا اینجاست که کامپیوتر این نوسانات را به اعداد تصادفی تبدیل می‌کند. جالب اینجاست که برای اولین در این سیستم‌های تولید اعداد تصادفی یک حفره‌ی لیزری در طراحی جدید در نظر گرفته شده است که عمل تشدید کردن امواج نور را به عهده دارد. به واسطه‌ی همین ویژگی، بیت‌های تصادفی به صورت موازی تولید می‌شوند.

این سیستم جدید توانسته است در هر ثانیه 250 ترابیت، بیت تصادفی ایجاد کند که از سریع‌ترین سیستم فعلی موجود، 2 برابر بیشتر است.

دستیابی به چنین سیستم‌هایی به تراشه‌های بسیار کوچک نیاز دارد، تراشه‌هایی که شامل لیزر و فتودیتکتورها باشد. البته در حال حاضر شرکت‌های زیادی هستند که در حال تحقیق و کار روی این موضوعات هستند و احتمالاً در آینده نزدیک به تکنولوژی‌های درخور توجهی دست پیدا خواهند کرد.

اگر به اخبار دنیای تکنولوژی علاقه مند هستید، ما را در شبکه‌های اجتماعی مختلف تلگرام، روبیکا، توییتر، اینستاگرام و آپارات همراهی کنید.