Kvantum alapú véletlenszámgenerátor valós idejű tesztelése
Napjaink kriptográfiai megoldásai gyakran támaszkodnak véletlenszámokra, melyek minősége ezek helyes működéséhez sok esetben kritikus. A leggyakrabban használt véletlenszám generátorok ún. pszeudo véletlenek, ezeket valamilyen nem véletlen forrás (például a rendszeridő), segítségével generáljuk. Különböző fizikai jelenségek, például kvantummechanikai mérések kihasználásával lehetőség nyílik bizonyítottan nemdeterminisztikus viselkedésű generátorok készítésére. Az ilyenek elméleti működése sokszor viszonylag könnyen megérthető, azonban technológia korlátok miatt fizikai megvalósításuk és üzemeltetésük már korántsem problémamentes, így szükséges megfelelő felügyelő és hitelesítő rendszer alkalmazása.
A generátor véletlen kimenetéből adódóan, az eszköz ellenőrzésére korlátozott lehetőség adódik, mivel teljes biztonsággal semmilyen kimeneti formára nem állítható, hogy hibás működésből származna. Megfelelő statisztikai tesztek alkalmazásával azonban a gyakorlatban észlelhetők a szokásostól eltérő, nem megfelelő minőségű kimenetet létrehozó állapotok. Tökéletlen rendszer hibáinak megfelelő ismeretében, állítható egy jelformáról, hogy sokkal nagyobb valószínűséggel hibából származik, mint helyes működésből.
Dolgozatunkban egy hazai kvantumtechnológiai projekt részeként általunk jelenleg is fejlesztés alatt álló feldolgozó és felügyelő rendszert ismertetjük. Ennek feladata a fizikai eszközből származó nyers adatfolyam valós idejű feldolgozása és ellenőrzése, valamint a feldolgozott, jó minőségű kimenet külvilág felé történő biztosítása. A jelenleg elérhető statisztikai teszt környezetek nem képesek valós időben futni, ezek átalakítása sajátos szoftver-architektúrát igényelt, amely egyszerre képes stabilan és flexibilisen működni. A valós idejű feldolgozás hatékony megvalósításához, véges rendelkezésre álló erőforrás miatt, megfelelő eszközkészlet választása szükséges. Ehhez ideálisan, az ellenőrző rendszert a fizikaihoz igazíthatóvá, jellegzetes hibákra érzékennyé kell tenni. Munkánk során teszteltük a rendszer működését különböző általános véletlenforrásokkal, és vizsgáltuk az egyes rendelkezésünkre álló eszközök alkalmazhatóságát.
szerzők
-
Solymos Balázs
Villamosmérnöki szak, mesterképzés
mesterképzés (MA/MSc) -
Iván Attila Gyula
Villamosmérnöki szak, mesterképzés
mesterképzés (MA/MSc)
konzulens
-
Dr. Bacsárdi László
egyetemi docens, Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék
