Kamera smartphonu patrně zachytila dokonalý šifrovací klíč

Kvantové generátory náhodných čísel dokáží několikanásobně zvýšit zabezpečení šifrovaného kódu. Předpokladem jejich správné funkce ovšem jsou dostatečně nepředvídatelné šifrovací klíče. Masovému rozšíření kvantového šifrování brání nákladnost, rozměry a složitost používání generátorů náhodných čísel. Algoritmy běžných IT řešení jsou příliš deterministické, a proto reverzivně odhalitelné.

Vědcům z Ženevské univerzity se podařilo ke generování náhodných čísel využít způsoby, jakými světelné zdroje vyzařují fotony. A co víc – zachytit je pomocí levné, přenosné a vždy k použití připravené kamery mobilního telefonu. Ta nabízí elegantní řešení celého problému. Řešení využívá světelného šumu - oparu pixelů, který se objevuje, když fotíte za špatného světla. Světelný šum se snímek za snímkem mění natolik nepředvídatelně, že je zdrojem téměř dokonalého chaosu.

Systém využívá citlivosti čočky fotoaparátu, díky níž může spočítat počet fotonů dopadajících na každý pixel… Proces odpovídá zákonům kvantové mechaniky, a proto je počet fotonů vyprodukovaných za určitou periodu náhodný a nikoliv určitelný, popisují princip autoři.

Bruno Sanguinetti a spol. k experimentu použili 8Mpx fotoaparát Nokie N9 a dokázali generovat náhodná čísla o kapacitě 1,25 Gbit/s. Jimi generovaný „vzorec“ se blížil kvantové nahodilosti předpokládané teoretickou fyzikou. Autoři sami věří, že jednoduchost a výkonnost tohoto řešení povede k masovému rozšíření kvantově generovaných náhodných čísel, což bude mít významný dopad na zabezpečení informací.

Objev ještě čeká dlouhá cesta k reálnému využití. Většina šifrovacích řešení totiž vyžaduje také pseudonáhodná čísla, která projdou variančními testy, jimiž jedinečně náhodná čísla ne vždy prochází. Klasik náhodných čísel Robert Coveyou to shrnul v názvu své publikace: Generování náhodných čísel je příliš důležité, než aby bylo ponecháno náhodě. Milovníci Nokie N9 navíc tvrdí, že portování generátoru z opuštěného systému Meego na jiné operační systémy bude složité.

Zdroje: Phys.org; The Verge; SANGUINETTI, B. Et al. Quantum random number generation on a mobile phone (PDF).