日内瓦的科学家专注于手机摄像头的随机数生成

2019-12-21 17:16:53
导读 5月2日向arxiv提交的一篇论文首先讨论了量子随机数发生器(QRNGs)可以通过确保无法预测生成的密钥来提高密码协议的安全性,本文是日内瓦大学应用物理小组的四名科学家的工作。布鲁诺·桑吉内蒂(Bruno Sanguinetti)、安东尼·马丁(Anthony Martin)、雨果·兹宾登(Hugo Zbinden)和尼古拉斯·吉辛(Nicolas Gisin这是一件大事,因为用他们的方法来寻找真

5月2日向arxiv提交的一篇论文首先讨论了量子随机数发生器(QRNGs)可以通过确保无法预测生成的密钥来提高密码协议的安全性,本文是日内瓦大学应用物理小组的四名科学家的工作。布鲁诺·桑吉内蒂(Bruno Sanguinetti)、安东尼·马丁(Anthony Martin)、雨果·兹宾登(Hugo Zbinden)和尼古拉斯·吉辛(Nicolas Gisin这是一件大事,因为用他们的方法来寻找真正的随机数并不是什么大事。他们写道,“目前QRNG的成本、大小和功率要求阻碍了它们的普及。与此同时,集成在移动电话中的相机的质量有了显著提高,现在它们对少数光子级的光很敏感。我们演示了如何利用它们产生量子起源的随机数。”

如今,相机集成在许多常见的设备中,例如手机、平板电脑和笔记本电脑。反过来,这是否能表明如何使用量子过程在智能手机上生成随机数会对信息安全产生影响?在他们的论文中,"在移动电话上产生量子随机数产生,"的作者写道,"我们认为,该装置的简单性和性能将使量子随机数字的广泛使用成为现实,对信息安全具有重要影响。"

从根本上来说,他们的工作将吸引人们的兴趣,因为他们使用低成本的电子组件来创建QRNG。日内瓦大学高级研究员BrunoSanginetti告诉物理学世界,他的团队的QRNG的所有组件都可以集成到一个售价几美元的芯片上,并且可以很容易地集成到包括移动电话在内的便携式电子设备中。这里的主要演员是手机摄像头。

为什么相机对这个实验这么有价值?

边缘:"手机摄像头可以为解决这个问题提供一个干净的方法。该解决方案的重点是相机噪声、当您尝试以低光拍摄手机图片时出现的像素雾霾。"

物理学世界解释道:“系统利用这样的事实:照相机如此敏感以至于它可以用来计算撞击在其各个像素上的光子的数量。光由常规的LED提供,其中电子和空穴结合以产生光子。这是量子机械过程,因此在固定时间段内产生的光子的数量不是固定的,但是是随机的.调整照相机和LED,使得每个像素在短曝光时间内检测大约400个光子。所有照相机像素的光子数被组合在输出随机数序列的“提取器”算法中。科学家使用来自诺基亚N9的800万像素照相机来创建能够以1.25Gbit/s传送随机数的设备。

他们说,在实验的结果和测试部分写作,他们说,"我们收集了对应于原始随机数的大约5千兆位的48个帧,并通过具有2000位输入矢量和500位输出矢量的提取器在计算机上对它们进行处理,以生成1.25Gbit的随机数。"

进一步探索

摘要量子随机数发生器(QRNGS)通过确保生成的密钥不能被预测,可以显著提高密码协议的安全性。然而,当前QRNGS的成本、尺寸和功率要求已经阻止了它们变得普遍。同时,集成在移动电话中的相机的质量得到了显著的改善,使得现在它们对在少数光子水平下的光敏感。我们演示如何使用这些来生成量子源的随机数。


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