В мире, который становится все более взаимосвязанным, кибербезопасность приобретает все большее значение для защиты не только отдельных людей, но и, например, национальной инфраструктуры и банковских систем. При этом идет постоянная гонка между хакерами и теми, кто пытается защитить информацию. Наиболее распространенным способом защиты информации является шифрование. Так, когда мы отправляем электронные письма, оплачиваем счета и совершаем покупки в Интернете, информация шифруется в цифровом виде.

Для шифрования информации используется генератор случайных чисел, который может быть либо компьютерной программой, либо самим аппаратным обеспечением. Генератор случайных чисел предоставляет ключи, которые используются как для шифрования, так и для разблокирования информации на принимающей стороне.

Различные типы генераторов случайных чисел обеспечивают разный уровень случайности и, соответственно, безопасности. Аппаратные средства являются более надежным вариантом, поскольку случайность контролируется физическими процессами. Аппаратный метод, обеспечивающий наилучший уровень случайности, основан на квантовых явлениях — его исследователи называют квантовым генератором случайных чисел (Quantum Random Number Generator, QRNG).

В криптографии важно не только то, чтобы числа были случайными, но и то, чтобы о них знали только вы. С помощью QRNG мы можем гарантировать, что большая часть сгенерированных битов является приватной и, следовательно, полностью безопасной. И если законы квантовой физики верны, то подслушивание должно быть невозможно без того, чтобы об этом узнал получатель, — говорит Гильерме Б Ксавье, научный сотрудник кафедры электротехники Университета Линчепинга.

Его исследовательская группа совместно с учеными факультета физики, химии и биологии (IFM) разработала новый тип QRNG, который может быть использован не только для шифрования, но и для заключения пари и компьютерного моделирования. Новой особенностью QRNG, разработанного исследователями из Линчепинга, является использование светоизлучающих диодов, изготовленных из кристаллоподобного материала перовскита.

Созданный ими генератор случайных чисел является одним из лучших и по своим характеристикам не уступает аналогичным продуктам. Благодаря свойствам перовскита он может быть более дешевым и экологически чистым.

Фенг Гао — профессор IFM, занимается исследованиями перовскитов уже более десяти лет. Он считает, что недавнее развитие перовскитных светоизлучающих диодов (PeLEDs) означает возможность революционного изменения, например, оптических приборов.

Можно использовать, например, традиционный лазер для QRNG, но это дорого. Для того чтобы эта технология в перспективе нашла свое применение в бытовой электронике, важно, чтобы ее стоимость была минимальной, а производство — максимально экологичным. Кроме того, для работы светодиодов PeLED не требуется так много энергии, — говорит Фенг Гао.

Следующий шаг — дальнейшая разработка материала, чтобы сделать перовскит бессвинцовым и увеличить срок его службы, который в настоящее время составляет 22 дня. По мнению Гильерме Б Ксавье, их новый QRNG может быть использован в кибербезопасности уже через пять лет.

Это преимущество, если электронные компоненты, которые будут использоваться для работы с конфиденциальными данными, производятся в Швеции. Если вы покупаете готовый комплект генератора случайности в другой стране, вы не можете быть уверены, что за ним не следят.