Криптографические системы, которые помогают защитить цифровые транзакции, основаны на случайных числах, которые используются для создания «ключей» для шифрования и дешифрования конфиденциальных данных. Тем не менее, если вы хотите сломать эти криптографическую систему, то генератор случайных чисел является одним из самых слабых звеньев. Поскольку компьютерные программы являются полностью детерминированными и разработаны так, чтобы сделать вещи предсказуемыми, компьютерные программы не смогут легко генерировать случайные числа.

Можно воспроизвести случайные числа с помощью мониторинга внутренних случайных квантовых явлений, например, с помощью распада радиоактивных атомов. Камера смартфона может служить основой такого квантового генератора случайных чисел.

Ученые экспериментировали с восьми-мегапиксельной камерой от Nokia N 9, которая, как и многие другие камеры смартфонов достаточно чувствительна, чтобы подсчитать точное количество фотонов, попадающих на каждый пиксель. Они освещали камеру обычным светодиодом. Исходя из законов квантовой механики, число фотонов большинства источников света, сгенерированное в любой момент времени, будет случайным. Поскольку число фотонов пиксели камеры обнаруживают случайно, камера будет играть роль квантового генератора случайных чисел.

Ученые в Женеве построили систему, состоящую из камеры с чипом CMOS от смартфона Nokia и процессором, которая использует свойства камеры, чтобы преобразовать количество заряда в каждом пикселе в серию случайных чисел. Они опробовали эту систему на iPhone и некоторых других моделях, но другие модели не имеют прикладных программ интерфейса камеры, которые позволили бы получить доступ к необработанным данным из пикселей.

В экспериментах система может производить случайные числа со скоростью до 1250 млн бит в секунду. Исследователи ожидают, что в телефоне система может передавать несколько миллионов бит в секунду. Этого должно быть достаточно для мобильных приложений, которые должны передавать несколько тысяч бит в секунду. Ученые также вычислили, что генератору случайных чисел придется работать в 1096 раз больше, прежде чем появятся какие-либо отклонения от совершенно случайной последовательности битов.

Этот квантовый генератор случайных чисел может быть реализован различными способами на мобильных устройствах. Одна из версий может рассчитывать на камеры и окружающий свет смартфона. Другой вариант может включать в себя датчик света и светодиод вместе на отдельном чипе. Женевский университет в настоящее время ищет компании, чтобы реализовать новую разработку.