కంప్యూటర్లు యాదృచ్ఛిక సంఖ్యలను ఎలా ఉత్పత్తి చేస్తాయి
గూ pt లిపి శాస్త్రం నుండి వీడియో గేమ్స్ మరియు జూదం వరకు ప్రతిదానికీ కంప్యూటర్లు యాదృచ్ఛిక సంఖ్యను ఉత్పత్తి చేస్తాయి. యాదృచ్ఛిక సంఖ్యల యొక్క రెండు వర్గాలు ఉన్నాయి - “నిజమైన” యాదృచ్ఛిక సంఖ్యలు మరియు సూడోరాండమ్ సంఖ్యలు - మరియు గుప్తీకరణ వ్యవస్థల భద్రతకు తేడా ముఖ్యం.
కంప్యూటర్లు మౌస్ కదలికలు లేదా అభిమాని శబ్దం వంటి కొన్ని బయటి డేటాను గమనించి, pred హించలేనివి మరియు దాని నుండి డేటాను సృష్టించడం ద్వారా నిజంగా యాదృచ్ఛిక సంఖ్యలను సృష్టించగలవు. దీనిని ఎంట్రోపీ అంటారు. ఇతర సమయాల్లో, వారు అల్గోరిథం ఉపయోగించడం ద్వారా “సూడోరాండమ్” సంఖ్యలను ఉత్పత్తి చేస్తారు, అందువల్ల అవి లేనప్పటికీ ఫలితాలు యాదృచ్ఛికంగా కనిపిస్తాయి.
ఇంటెల్ యొక్క అంతర్నిర్మిత హార్డ్‌వేర్ రాండమ్ నంబర్ జనరేటర్ చిప్ నమ్మదగినదా అని చాలా మంది ప్రశ్నించడంతో ఈ విషయం ఇటీవల మరింత వివాదాస్పదమైంది. ఇది ఎందుకు నమ్మదగినది కాదని అర్థం చేసుకోవడానికి, యాదృచ్ఛిక సంఖ్యలు మొదటి స్థానంలో ఎలా ఉత్పత్తి అవుతాయో మరియు అవి దేనికోసం ఉపయోగించబడుతున్నాయో మీరు అర్థం చేసుకోవాలి.
యాదృచ్ఛిక సంఖ్యలు దేనికోసం ఉపయోగించబడుతున్నాయి
యాదృచ్ఛిక సంఖ్యలు అనేక వేల సంవత్సరాలుగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి. ఇది నాణెం తిప్పడం లేదా పాచికలు వేయడం, తుది ఫలితాన్ని యాదృచ్ఛిక అవకాశం వరకు వదిలివేయడం లక్ష్యం. కంప్యూటర్‌లోని యాదృచ్ఛిక సంఖ్య జనరేటర్లు సమానంగా ఉంటాయి - అవి అనూహ్య, యాదృచ్ఛిక ఫలితాన్ని సాధించే ప్రయత్నం.
సంబంధించినది:ఎన్క్రిప్షన్ అంటే ఏమిటి, మరియు ఇది ఎలా పనిచేస్తుంది?
యాదృచ్ఛిక సంఖ్య జనరేటర్లు అనేక ప్రయోజనాల కోసం ఉపయోగపడతాయి. జూదం యొక్క ప్రయోజనాల కోసం యాదృచ్ఛిక సంఖ్యలను సృష్టించడం లేదా కంప్యూటర్ గేమ్‌లో అనూహ్య ఫలితాలను సృష్టించడం వంటి స్పష్టమైన అనువర్తనాలను పక్కన పెడితే, గూ pt లిపి శాస్త్రానికి యాదృచ్ఛికత ముఖ్యం.
క్రిప్టోగ్రఫీకి దాడి చేసేవారు cannot హించలేని సంఖ్యలు అవసరం. మేము ఒకే సంఖ్యలను పదే పదే ఉపయోగించలేము. మేము ఈ సంఖ్యలను చాలా అనూహ్య రీతిలో ఉత్పత్తి చేయాలనుకుంటున్నాము, కాబట్టి దాడి చేసేవారు వాటిని cannot హించలేరు. మీరు మీ స్వంత ఫైళ్ళను గుప్తీకరిస్తున్నా లేదా ఇంటర్నెట్‌లో HTTPS వెబ్‌సైట్‌ను ఉపయోగిస్తున్నా, సురక్షితమైన గుప్తీకరణకు ఈ యాదృచ్ఛిక సంఖ్యలు అవసరం.
నిజమైన రాండమ్ సంఖ్యలు
కంప్యూటర్ వాస్తవానికి యాదృచ్ఛిక సంఖ్యను ఎలా ఉత్పత్తి చేయగలదో మీరు ఆలోచిస్తూ ఉండవచ్చు. ఈ “యాదృచ్ఛికత” ఎక్కడ నుండి వస్తుంది. ఇది కేవలం కంప్యూటర్ కోడ్ యొక్క భాగం అయితే, కంప్యూటర్ ఉత్పత్తి చేసే సంఖ్యలు able హించదగినవి కాదా?
కంప్యూటర్లు అవి ఎలా ఉత్పత్తి అవుతాయో దానిపై ఆధారపడి మేము సాధారణంగా యాదృచ్ఛిక సంఖ్యలను రెండు రకాలుగా సమూహం చేస్తాము: “ట్రూ” యాదృచ్ఛిక సంఖ్యలు మరియు నకిలీ యాదృచ్ఛిక సంఖ్యలు.
“నిజమైన” యాదృచ్ఛిక సంఖ్యను రూపొందించడానికి, కంప్యూటర్ కంప్యూటర్ వెలుపల జరిగే కొన్ని రకాల భౌతిక దృగ్విషయాన్ని కొలుస్తుంది. ఉదాహరణకు, కంప్యూటర్ అణువు యొక్క రేడియోధార్మిక క్షయంను కొలవగలదు. క్వాంటం సిద్ధాంతం ప్రకారం, రేడియోధార్మిక క్షయం ఎప్పుడు సంభవిస్తుందో ఖచ్చితంగా తెలుసుకోవడానికి మార్గం లేదు, కాబట్టి ఇది తప్పనిసరిగా విశ్వం నుండి “స్వచ్ఛమైన యాదృచ్ఛికత”. రేడియోధార్మిక క్షయం ఎప్పుడు జరుగుతుందో దాడి చేసేవారు cannot హించలేరు, కాబట్టి వారికి యాదృచ్ఛిక విలువ తెలియదు.
మరింత రోజువారీ ఉదాహరణ కోసం, కంప్యూటర్ వాతావరణ శబ్దం మీద ఆధారపడవచ్చు లేదా మీ కీబోర్డ్‌లో కీలను నొక్కిన ఖచ్చితమైన సమయాన్ని అనూహ్య డేటా లేదా ఎంట్రోపీకి మూలంగా ఉపయోగించుకోవచ్చు. ఉదాహరణకు, మీరు మధ్యాహ్నం 2 గంటల తర్వాత సరిగ్గా 0.23423523 సెకన్ల వద్ద ఒక కీని నొక్కినట్లు మీ కంప్యూటర్ గమనించవచ్చు.ఈ కీ ప్రెస్‌లతో అనుబంధించబడిన నిర్దిష్ట సమయాలను తగినంతగా పట్టుకోండి మరియు మీరు “నిజమైన” యాదృచ్ఛికతను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగించే ఎంట్రోపీ యొక్క మూలాన్ని కలిగి ఉంటారు. సంఖ్య. మీరు machine హించదగిన యంత్రం కాదు, కాబట్టి మీరు ఈ కీలను నొక్కినప్పుడు దాడి చేసేవారు ఖచ్చితమైన క్షణం ess హించలేరు. యాదృచ్ఛిక సంఖ్యలను, “బ్లాక్‌లను” ఉత్పత్తి చేసే Linux లోని / dev / random పరికరం మరియు నిజమైన యాదృచ్ఛిక సంఖ్యను తిరిగి ఇవ్వడానికి తగినంత ఎంట్రోపీని సేకరించే వరకు ఫలితాన్ని ఇవ్వదు.
సూడోరాండం సంఖ్యలు
సూడోరాండమ్ సంఖ్యలు “నిజమైన” యాదృచ్ఛిక సంఖ్యలకు ప్రత్యామ్నాయం. యాదృచ్ఛికంగా కనిపించే సంఖ్యలను రూపొందించడానికి కంప్యూటర్ ఒక విత్తన విలువను మరియు అల్గారిథమ్‌ను ఉపయోగించగలదు, కాని వాస్తవానికి ఇది able హించదగినది. కంప్యూటర్ పర్యావరణం నుండి యాదృచ్ఛిక డేటాను సేకరించదు.
ప్రతి పరిస్థితిలో ఇది చెడ్డ విషయం కాదు. ఉదాహరణకు, మీరు వీడియో గేమ్ ఆడుతున్నట్లయితే, ఆ ఆటలో జరిగే సంఘటనలు “నిజమైన” యాదృచ్ఛిక సంఖ్యలు లేదా సూడోరాండమ్ సంఖ్యల వల్ల సంభవించాయా అనేది నిజంగా పట్టింపు లేదు. మరోవైపు, మీరు గుప్తీకరణను ఉపయోగిస్తుంటే, దాడి చేసేవారు could హించగల సూడోరాండమ్ సంఖ్యలను ఉపయోగించాలనుకోవడం లేదు.
ఉదాహరణకు, ఒక సూడోరాండమ్ నంబర్ జనరేటర్ ఉపయోగించే అల్గోరిథం మరియు విత్తన విలువ దాడి చేసేవారికి తెలుసు. ఎన్క్రిప్షన్ అల్గోరిథం ఈ అల్గోరిథం నుండి ఒక సూడోరాండమ్ సంఖ్యను పొందుతుందని మరియు అదనపు యాదృచ్ఛికతను జోడించకుండా ఎన్క్రిప్షన్ కీని ఉత్పత్తి చేయడానికి దాన్ని ఉపయోగిస్తుందని చెప్పండి. దాడి చేసేవారికి తగినంతగా తెలిస్తే, వారు వెనుకకు పని చేయవచ్చు మరియు ఎన్క్రిప్షన్ అల్గోరిథం ఆ సందర్భంలో ఎంచుకున్న సూడోరాండమ్ సంఖ్యను నిర్ణయించి, గుప్తీకరణను విచ్ఛిన్నం చేస్తుంది.
NSA మరియు ఇంటెల్ యొక్క హార్డ్‌వేర్ రాండమ్ నంబర్ జనరేటర్
డెవలపర్‌లకు విషయాలు సులభతరం చేయడానికి మరియు సురక్షితమైన యాదృచ్ఛిక సంఖ్యలను రూపొందించడంలో సహాయపడటానికి, ఇంటెల్ చిప్స్‌లో RdRand అని పిలువబడే హార్డ్‌వేర్ ఆధారిత యాదృచ్ఛిక సంఖ్య జనరేటర్ ఉంటుంది. ఈ చిప్ ప్రాసెసర్‌లో ఎంట్రోపీ మూలాన్ని ఉపయోగిస్తుంది మరియు సాఫ్ట్‌వేర్ వాటిని అభ్యర్థించినప్పుడు యాదృచ్ఛిక సంఖ్యలను సాఫ్ట్‌వేర్‌కు అందిస్తుంది.
ఇక్కడ సమస్య ఏమిటంటే యాదృచ్ఛిక సంఖ్య జనరేటర్ తప్పనిసరిగా బ్లాక్ బాక్స్ మరియు దాని లోపల ఏమి జరుగుతుందో మాకు తెలియదు. RdRand ఒక NSA బ్యాక్ డోర్ కలిగి ఉంటే, ప్రభుత్వం యాదృచ్ఛిక సంఖ్య జనరేటర్ సరఫరా చేసిన డేటాతో మాత్రమే ఉత్పత్తి చేయబడిన ఎన్క్రిప్షన్ కీలను విచ్ఛిన్నం చేయగలదు.
ఇది తీవ్రమైన ఆందోళన. డిసెంబర్ 2013 లో, FreeBSD యొక్క డెవలపర్లు RdRand ను యాదృచ్ఛిక మూలంగా నేరుగా ఉపయోగించటానికి మద్దతును తొలగించారు, వారు దీనిని విశ్వసించలేరని చెప్పారు. . లైనక్స్ ఇప్పటికే ఈ విధంగా పనిచేసింది, RdRand నుండి వచ్చే యాదృచ్ఛిక డేటాను మరింత యాదృచ్ఛికంగా చేస్తుంది, తద్వారా బ్యాక్‌డోర్ ఉన్నప్పటికీ అది able హించలేము. [మూలం] రెడ్‌డిట్‌లో ఇటీవల జరిగిన AMA (“నన్ను అడగండి”) లో, ఇంటెల్ CEO బ్రియాన్ క్రజానిచ్ ఈ ఆందోళనల గురించి ప్రశ్నలకు సమాధానం ఇవ్వలేదు. [మూలం]
వాస్తవానికి, ఇది ఇంటెల్ చిప్‌లతో సమస్య మాత్రమే కాదు. FreeBSD యొక్క డెవలపర్లు వయా యొక్క చిప్‌లను పేరు ద్వారా పిలిచారు. ఈ వివాదం నిజంగా యాదృచ్ఛికమైన మరియు able హించలేని యాదృచ్ఛిక సంఖ్యలను సృష్టించడం ఎందుకు అంత ముఖ్యమైనదో చూపిస్తుంది.
“నిజమైన” యాదృచ్ఛిక సంఖ్యలను రూపొందించడానికి, యాదృచ్ఛిక సంఖ్య జనరేటర్లు “ఎంట్రోపీ” లేదా వాటి చుట్టూ ఉన్న భౌతిక ప్రపంచం నుండి యాదృచ్ఛిక డేటాను సేకరిస్తాయి. లేని యాదృచ్ఛిక సంఖ్యల కోసం నిజంగా యాదృచ్ఛికంగా ఉండాలి, వారు అల్గోరిథం మరియు విత్తన విలువను ఉపయోగించవచ్చు.
చిత్ర క్రెడిట్: Flickr లో rekre89, Flickr లో లిసా బ్రూస్టర్, Flickr లో ర్యాన్ సోమా, Flickr లో హువాంగ్జియాయు
