Las secuencias de bits aleatorias son ingredientes clave de diversas tareas en la vida moderna y especialmente en la comunicación segura. En un nuevo estudio, los investigadores han determinado que generar secuencias de bits aleatorias verdaderas, clásicas o cuánticas, es una misión imposible. Según estos hallazgos, tienendemostró un nuevo método de comunicación segura clasificada.
La definición matemática de una secuencia de bits aleatoria es tan simple que se puede resumir en una oración: una secuencia de bits cuyo siguiente bit es igual a 0 o 1 con igual probabilidad, independientemente de los anteriores. Aunque la definición es muy simple, la certificación práctica de un proceso como aleatorio es mucho más complicada pero crucial, por ejemplo, en una comunicación segura, donde la información debe codificarse para evitar que los hackers predigan un flujo de bits.
En un artículo que se publicará el 5 de noviembre de 2019 en la revista Cartas de Eurofísica , los investigadores de la Universidad de Bar-Ilan demuestran que las secuencias largas con aleatoriedad certificada por el Instituto Nacional de Tecnología y Estándares NIST de EE. UU. Están lejos de ser realmente aleatorias. Su trabajo demuestra que una gran fracción de bits no aleatorios puede ser sistemáticamenteincrustado en tales secuencias de bits sin afectar negativamente su aleatoriedad certificada. Este descubrimiento conduce a un nuevo tipo de comunicación segura clasificada entre dos partes donde incluso se oculta la existencia de la comunicación misma.
"El punto de vista científico y tecnológico actual es que solo los procesos físicos no deterministas pueden generar secuencias de bits verdaderamente aleatorias, que son verificadas de manera concluyente por cientos de pruebas estadísticas muy completas", dijo el autor principal del estudio, el profesor Ido Kanter, de Bar- Departamento de Física de la Universidad de Illan y Centro de Investigación del Cerebro Multidisciplinario Gonda Goldschmied. El grupo de investigación de Kanter incluye a Shira Sardi, Herut Uzan, Shiri Otmazgin, el Dr. Yaara Aviad y el Prof. Michael Rosenbluh.
"Proponemos una estrategia inversa, que nunca antes se había probado. Nuestra estrategia tiene como objetivo cuantificar la cantidad máxima de información que puede integrarse sistemáticamente en una secuencia de bits aleatoria certificada, sin dañar su certificación", dijeron los estudiantes de doctorado Shira Sardi yHerut Uzan, los principales contribuyentes a la investigación.
Usando tal estrategia, el nivel de aleatoriedad puede cuantificarse más allá de la certificación binaria. Además, dado que la información se integra sistemáticamente en la secuencia de bits, el enfoque ofrece un nuevo criptosistema, similar a la esteganografía, donde existe la existencia de cualquier comunicaciónestá completamente oculto.
"Según los principios fundamentales de la física cuántica, se espera que la aleatoriedad de los generadores de bits aleatorios cuánticos sea perfecta. En la práctica, sin embargo, esta aleatoriedad cuántica perfecta puede verse disminuida por muchas imperfecciones experimentales, dijo el profesor Kanter".una secuencia generada por un generador de números cuánticos finalmente tiene que ser certificada por pruebas estadísticas que pueden diferenciar entre secuencias cuánticas garantizadas originales y espurias. Sin embargo, se espera que la incompletitud recién descubierta de la aleatoriedad práctica perturbe incluso a los generadores de números aleatorios cuánticos ".
El nuevo punto de vista presentado en este trabajo requiere una reevaluación de la definición cuantificada de medición de la aleatoriedad clásica y cuántica, así como su aplicación para asegurar la comunicación.
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Materiales proporcionado por Universidad de Bar-Ilan . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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