Un team internazionale di scienziati ha sviluppato un sistema in grado di generare numeri casuali oltre cento volte più veloce delle tecnologie attuali, spianando la strada verso più velocemente, più economico, e crittografia dei dati più sicura nel mondo connesso digitalmente di oggi.

Il sistema di generazione casuale è stato sviluppato congiuntamente da ricercatori della Nanyang Technological University, Singapore (NTU Singapore), Università di Yale, e il Trinity College di Dublino, e realizzato in NTU.

I numeri casuali vengono utilizzati per una varietà di scopi, come la generazione di chiavi di crittografia dei dati e password monouso (OTP) nei processi quotidiani come l'online banking e l'e-commerce per rafforzare la loro sicurezza.

Il sistema utilizza un laser con una speciale cavità a forma di clessidra per generare pattern casuali, che sono formati da raggi luminosi che si riflettono e interagiscono tra loro all'interno della cavità. Leggendo gli schemi, il sistema genera molte serie di numeri casuali contemporaneamente (vedi Immagine 1).

I ricercatori hanno scoperto che, come i fiocchi di neve, non esistono due sequenze numeriche generate utilizzando il sistema uguali, a causa della natura imprevedibile di come i raggi luminosi si riflettono e interagiscono tra loro nella cavità.

Il laser utilizzato nel sistema è lungo circa un millimetro, più piccolo della maggior parte degli altri laser. È anche efficiente dal punto di vista energetico e può essere utilizzato con qualsiasi presa di corrente domestica, in quanto richiede solo una corrente di un ampere (1A).

Nel loro studio pubblicato su una delle riviste scientifiche più importanti al mondo Scienza il 26 febbraio 2021, i ricercatori hanno verificato l'efficacia del loro generatore di numeri casuali utilizzando due test, incluso uno pubblicato dal National Institute of Standards and Technology degli Stati Uniti.

Il team di ricerca ha dimostrato che il generatore di numeri casuali creato da NTU, che è più veloce e più sicuro delle tecnologie comparabili esistenti, potrebbe aiutare a salvaguardare i dati degli utenti in un mondo che fa sempre più affidamento sulle transazioni Internet (vedi immagine 2).

Professor Wang Qijie della School of Electrical and Electronic Engineering &School of Physical and Mathematical Science della NTU, così come l'Istituto di fotonica, che ha guidato il team NTU coinvolto nella ricerca internazionale, disse, "Gli attuali generatori di numeri casuali gestiti da computer sono economici ed efficaci. Tuttavia, sono vulnerabili agli attacchi, poiché gli hacker potrebbero prevedere le sequenze numeriche future se scoprono l'algoritmo utilizzato per generare i numeri. Il nostro sistema è più sicuro in quanto utilizza un metodo imprevedibile per generare numeri, rendendo impossibile la replica anche per chi ha lo stesso dispositivo."

Dottor Zeng Yongquan, un ricercatore della Scuola di Scienze Fisiche e Matematiche della NTU, che ha co-progettato il sistema laser, ha dichiarato:"Il nostro sistema supera gli attuali generatori di numeri casuali, poiché il metodo può generare simultaneamente molte più sequenze casuali di informazioni a un ritmo ancora più veloce."

Il sistema laser del team può anche generare circa 250 terabyte di bit casuali al secondo, più di cento volte più velocemente degli attuali generatori di numeri casuali basati su computer.

Alla sua velocità, il sistema impiegherebbe solo circa 12 secondi per generare un corpo di numeri casuali equivalente alla dimensione delle informazioni nella più grande biblioteca del mondo, la US Library of Congress.

Elaborando il futuro del sistema, il team sta lavorando per rendere la tecnologia pronta per l'uso pratico, incorporando il laser in un chip compatto che consente di inserire i numeri casuali generati direttamente in un computer.