Uma equipe internacional de cientistas desenvolveu um sistema que pode gerar números aleatórios cem vezes mais rápido do que as tecnologias atuais, pavimentando o caminho para mais rápido, mais barato, e criptografia de dados mais segura no mundo digitalmente conectado de hoje.

O sistema gerador aleatório foi desenvolvido em conjunto por pesquisadores da Universidade Tecnológica de Nanyang, Cingapura (NTU Cingapura), Universidade de Yale, e Trinity College Dublin, e feito em NTU.

Números aleatórios são usados ​​para uma variedade de propósitos, como a geração de chaves de criptografia de dados e senhas de uso único (OTPs) em processos diários, como banco on-line e comércio eletrônico, para reforçar sua segurança.

O sistema usa um laser com uma cavidade especial em forma de ampulheta para gerar padrões aleatórios, que são formados por raios de luz refletindo e interagindo uns com os outros dentro da cavidade. Ao ler os padrões, o sistema gera várias séries de números aleatórios ao mesmo tempo (veja a Imagem 1).

Os pesquisadores descobriram que, assim como flocos de neve, nenhuma sequência de dois números gerada usando o sistema era a mesma, devido à natureza imprevisível de como os raios de luz refletem e interagem entre si na cavidade.

O laser usado no sistema tem cerca de um milímetro de comprimento, menor do que a maioria dos outros lasers. Também é eficiente em termos de energia e pode ser operado com qualquer tomada elétrica doméstica, uma vez que requer apenas uma corrente de um ampere (1A).

Em seu estudo publicado em uma das principais revistas científicas do mundo Ciência em 26 de fevereiro de 2021, os pesquisadores verificaram a eficácia de seu gerador de números aleatórios usando dois testes, incluindo um publicado pelo Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia dos EUA.

A equipe de pesquisa provou que o gerador de números aleatórios feito em NTU, que é mais rápido e mais seguro do que as tecnologias comparáveis ​​existentes, pode ajudar a proteger os dados dos usuários em um mundo que depende cada vez mais das transações da Internet (veja a Imagem 2).

Professor Wang Qijie, da Escola de Engenharia Elétrica e Eletrônica da NTU e da Escola de Ciências Físicas e Matemáticas, bem como o Instituto de Fotônica, que liderou a equipe da NTU envolvida na pesquisa internacional, disse, "Os atuais geradores de números aleatórios executados por computadores são baratos e eficazes. No entanto, eles são vulneráveis ​​a ataques, já que os hackers podem prever futuras sequências numéricas se descobrirem o algoritmo usado para gerar os números. Nosso sistema é mais seguro, pois usa um método imprevisível para gerar números, tornando impossível, mesmo para aqueles com o mesmo dispositivo, a replicação. "

Dr. Zeng Yongquan, um pesquisador da Escola de Ciências Físicas e Matemáticas da NTU, que co-projetou o sistema a laser, disse:"Nosso sistema supera os geradores de números aleatórios atuais, já que o método pode gerar simultaneamente muito mais sequências aleatórias de informações a uma taxa ainda mais rápida. "

O sistema de laser da equipe também pode gerar cerca de 250 terabytes de bits aleatórios por segundo - mais de cem vezes mais rápido do que os atuais geradores de números aleatórios baseados em computador.

Em sua velocidade, o sistema levaria apenas cerca de 12 segundos para gerar um corpo de números aleatórios equivalente ao tamanho da informação na maior biblioteca do mundo - a Biblioteca do Congresso dos Estados Unidos.

Elaborando sobre o futuro do sistema, a equipe está trabalhando para tornar a tecnologia pronta para uso prático, incorporando o laser em um chip compacto que permite que os números aleatórios gerados sejam alimentados diretamente em um computador.