NIST ve Colorado Üniversitesi Boulder, kuantum mekaniğini kullanarak rastgele sayılar sunan bir kamu hizmeti yarattı. Colorado Üniversitesi Randomness Beacon (Curby) olarak adlandırılan sistem, kimsenin tahmin edemeyeceği veya manipüle edemeyeceği bir süreçle üretilen günlük sertifikalanabilir rastgele sayılar akışı sunar.
Kuantum rastgele sayı üreteci için enstrümantasyon (Kaynak: NIST)
Güvenlik uzmanları için rastgelelik esastır. Ancak çoğu sistem, algoritmalar tarafından üretilen ve tahmin edilebilen veya etkilenebilen sahte rastgele sayılar kullanır. Para döndürmeleri gibi fiziksel rastgelelik bile önyargı gösterebilir. NIST fizikçisi Krister Shalm, “Gerçek rastgelelik, evrendeki hiçbir şeyin önceden tahmin edemeyeceği bir şey” dedi.
Bu sadece bir laboratuvar deneyi değil. “Bu deneyi gerçekten laboratuvardan çıkarmak ve yararlı bir kamu hizmetine dönüştürmek istedik” diye ekledi. Curby şimdi sürekli koşuyor ve her ay binlerce rastgele bit seti üretiyor. İlk 40 gününde sistem, yüzde 99,7’lik bir başarı oranı olan 7.454 denemenin 7.434’ünde başarılı bir şekilde rastgele sayı üretti.
İşte böyle çalışıyor. Özel bir doğrusal olmayan kristalde bir çift dolaşmış foton oluşturulur. Her foton, laboratuvarları ayırmak için optik fiberden geçer. Geldiklerinde, polarizasyonları ölçülür. Bu işlem saniyede 250.000 kez tekrarlanır. Ham veriler, Colorado Boulder Üniversitesi’ndeki bir bilgisayara gider ve burada ikili sayıların 512 bit dizelerinde işlenir. Bu sonuçlar herkesin kullanması için çevrimiçi olarak yayınlanır.
Ekip ayrıca şeffaflıkta yer aldı. Rastgelelik üretim sürecinin her adımı, The Sicim Protokolü adı verilen bir araç kullanılarak doğrulanabilir. Bir tür kuantum uyumlu blockchain. Her rastgele bit seti, daha önceki verilere bağlayan ve herkesin kökenini izlemesine izin veren bir dijital parmak izi olan bir karma ile işaretlenir.
Sistem büyümek için tasarlanmıştır. Diğer işaretçiler sonunda ağa katılabilir ve sertifikalı ve halka açık bir şekilde denetlenebilir rastgeleliğe katkıda bulunabilirler. Shalm, “Bu rastgele bitlerin kalitesi ve kaynağı, geleneksel rastgele sayı jeneratörlerinin yapamayacağı şekilde doğrudan sertifikalandırılabilir” dedi.
Siber güvenlik dünyası için Curby yeni bir güven seviyesi sunabilir. Kuruluşlar, kara kutu donanımına veya tescilli yazılıma güvenmek yerine, kuantum fiziği yasalarına dayanan şeffaf, devlet destekli bir rastgelelik kaynağı kullanabilirler.
Proje üzerinde çalışan yüksek lisans öğrencisi Gautam Kavuri, çalışmanın açık kaynaklı doğasında değer görüyor. “Yararlı bir şey inşa etmek istedim. Temel bilimin son teknolojisi olan bu harika şey” dedi. “NIST, hırslı ancak size yararlı bir şey verecek projeleri takip etme özgürlüğüne sahip olduğunuz bir yer.”
Curby’nin çıktısı kriptografik uygulamalarda, halka açık piyangolarda, denetimlerde veya adalet ve öngörülemezliğin önemli olduğu herhangi bir yerde kullanılabilir. Ücretsiz, halka açık ve kuantum fiziği sayesinde, bilimin sunabileceği her şey kadar rastgele.