Учёные разработали первый в мире полностью проверяемый генератор случайных чисел.

Исследователи разработали прорывной генератор случайных чисел, который решает критическую проблему: впервые каждый этап создания случайных чисел может быть независимо проверен и подвергнут аудиту, а квантовая физика гарантирует истинную непредсказуемость чисел.

Случайные числа необходимы для всего, начиная от шифрования онлайн-банкинга и заканчивая справедливыми розыгрышами лотерей, однако существующие системы имеют серьезные ограничения. Генераторы, основанные на компьютерных алгоритмах, следуют предсказуемым алгоритмам — если кто-то обнаружит начальные условия, он сможет предсказать все будущие результаты. Аппаратные генераторы, измеряющие физические процессы, такие как электронный шум, не могут доказать, что их случайность не была каким-либо образом предопределена или скомпрометирована.

Новая система, разработанная командами Университета Колорадо в Боулдере и Национального института стандартов и технологий, использует квантовую запутанность — «жуткое действие на расстоянии» Эйнштейна — для гарантии непредсказуемости. Установка создает пары фотонов, которые разделяют квантовые свойства, а затем направляет их на измерительные станции, расположенные на расстоянии 110 метров друг от друга. Когда исследователи измеряют свойства каждого фотона, квантовая механика обеспечивает фундаментальную случайность результатов и исключает возможность их влияния со стороны какой-либо классической коммуникации между станциями.

Команда разработала систему под названием "Twine", которая распределяет процесс генерации случайных чисел между несколькими независимыми сторонами, при этом каждый этап записывается в защищенные от несанкционированного доступа цифровые реестры, называемые цепочками хэшей. Это означает, что ни одна организация не контролирует весь процесс, и любой может проверить, были ли соблюдены надлежащие процедуры. В ходе 40-дневной демонстрации система успешно сгенерировала случайные числа в 7434 из 7454 попыток — с 99,7% успехом. Каждая успешная итерация производила 512 случайных битов с математической уверенностью в случайности, ограниченной погрешностью 2^-64 – чрезвычайно высоким уровнем достоверности.