La búsqueda de buenos generadores aleatorios se centra cada vez más en los fenómenos del mundo físico, que sí son prácticamente
impredecibles. De hecho, hace unos días se ha publicado una investigación sobre
cómo usar sensores fotográficos para crear un buen generador en móviles.
Detalles de la investigación
- La física cuántica define un comportamiento muy interesante de la luz. Cuando encendemos una lámpara (o, como en este experimento, un diodo LED), emite fotones, que por así decirlo son pequeños paquetes (o cuantos) de luz. Si la luz es constante, uno pensaría que siempre se emiten los mismos fotones por segundo, ¿verdad?
- En realidad no es así. Hay un fenómeno cuántico llamado shot noise o ruido de disparo: debido a la naturaleza del foco de luz, el número de fotones emitidos por segundo es variable, fluctúa alrededor de un valor central (o media). Esas fluctuaciones son aleatorias - el número de fotones emitidos por segundo sigue una distribución de Poisson.
- ¿Cómo aprovechar esas fluctuaciones? Un equipo de la Universidad de Ginebra ha hecho las pruebas y resulta que el sensor fotográfico que tú, lector, tienes ahora a mano, puede servir para esa tarea. Los sensores de las cámaras de los móviles (más concretamente, la de un Nokia N9) son suficientemente sensibles como para detectar esas fluctuaciones en el número de fotones emitidos.
- El proceso para generar los números aleatorios a partir de esas fluctuaciones es algo complejo, así que simplificaremos un poco. Primero, se ilumina el sensor de la cámara con un diodo LED que emita, de media, una cantidad conocida de fotones a la que llamaremos μ. Después, se leen los datos del sensor de la cámara: cada píxel habrá leído una cantidad algo distinta a μ. Esas diferencias son los números aleatorios generados.
- El problema es que esos números aleatorios no son del todo buenos. Además del ruido cuántico hay que contar con el ruido de los propios componentes electrónicos, que no es aleatorio y un atacante podría conocer. Por eso, los números aleatorios se combinan, reduciendo su número (por ejemplo, se pasa de 2000 números a 500) y aumentando su aleatoriedad o entropía. Además, así se eliminan los problemas que puedan causar píxeles muertos o las relaciones entre píxeles cercanos que pudiesen afectar a la aleatoriedad.
- Una vez hecho ese procesado, los números aleatorios están listos para ser usados en cualquier aplicación criptográfica.
- Con esta investigación ha quedado demostrado que se puede crear un generador de alta calidad, rápido (se podrían conseguir tasas de entre 300 Mbps y 3 Gbps según el sensor) con componentes baratos y fáciles de combinar en un chip para móviles.
- Y la consecuencia para todos los usuarios es sencilla: más seguridad en nuestras comunicaciones móviles, algo que no viene mal teniendo en cuenta las revelaciones sobre el espionaje de los distintos Gobiernos.
