كيف نستخدم الكمبيوتر كمولد رقم عشوائي

مولد الأرقام العشوائية: تنشئ أجهزة الكمبيوتر رقمًا عشوائيًا لكل شيء من التشفير إلى ألعاب الفيديو والمقامرة. هناك فئتان من الأرقام العشوائية - حقيقية أرقام عشوائية وأرقام شبه عشوائية. والاختلاف مهم لأمن أنظمة التشفير. في هذه المقالة ، سنتحدث عن كيفية استخدام الكمبيوتر كمولد أرقام عشوائي. هيا نبدأ!

أصبح هذا الموضوع أكثر إثارة للجدل مؤخرًا ، جنبًا إلى جنب مع العديد من الأشخاص الذين يتساءلون عما إذا كانت شريحة مولد الأرقام العشوائية للأجهزة المدمجة من Intel جديرة بالثقة أم لا. لكي تفهم لماذا قد لا يكون جديرًا بالثقة ، عليك أن تفهم. هذه هي الطريقة التي يتم بها إنشاء الأرقام العشوائية في المقام الأول ، وما الغرض من استخدامها.

ما هي الأرقام العشوائية المستخدمة | عشوائي عدد المولدات

تم استخدام الأرقام العشوائية لآلاف السنين. سواء كان الأمر يتعلق بقلب عملة معدنية أو رمي النرد ، فإن الهدف هو ترك النتيجة النهائية للصدفة العشوائية. مولد الأرقام العشوائية في الكمبيوتر مشابه. إنها محاولة لتحقيق نتيجة عشوائية غير متوقعة.

تعد مولدات الأرقام العشوائية مفيدة جدًا للعديد من الأغراض المختلفة. بصرف النظر عن التطبيقات الواضحة مثل إنشاء أرقام عشوائية لأغراض المقامرة أو إنشاء نتائج غير متوقعة في لعبة كمبيوتر ، فإن العشوائية مهمة حقًا للتشفير.

يتطلب التشفير أرقامًا لا يستطيع المهاجمون تخمينها. لا يمكننا استخدام نفس الأرقام مرارًا وتكرارًا. نريد توليد هذه الأرقام بطريقة غير متوقعة للغاية بحيث لا يستطيع المهاجمون تخمينها. هذه الأرقام العشوائية مهمة للتشفير الآمن. سواء كنت تقوم بتشفير ملفاتك الخاصة أو مجرد استخدام موقع HTTPS على الإنترنت.

أرقام عشوائية حقيقية | عشوائي عدد المولدات

قد تتساءل كيف يمكن للكمبيوتر أن يولد بالفعل رقمًا عشوائيًا. أين يفعل هذا العشوائية يأتي من؟ إذا كان مجرد جزء من رمز الكمبيوتر ، أليس من الممكن أن تكون الأرقام التي يولدها الكمبيوتر متوقعة؟

نقوم عمومًا بتجميع أجهزة الكمبيوتر الخاصة بالرقم العشوائي في نوعين. هذا يعتمد على كيفية إنشائها: حقيقي أرقام عشوائية وأرقام شبه عشوائية.

فشل إعداد windows 10 في التحقق من صحة مفتاح المنتج

لتوليد ملف حقيقية رقم عشوائي ، يقيس الكمبيوتر نوعًا من الظاهرة الفيزيائية التي تحدث خارج الكمبيوتر. على سبيل المثال ، يمكن للكمبيوتر قياس الانحلال الإشعاعي للذرة. وفقًا لنظرية الكم ، لا توجد طريقة لمعرفة متى سيحدث التحلل الإشعاعي على وجه اليقين. لذلك هذا في الأساس عشوائية خالصة من الكون. لن يكون المهاجم قادرًا على التنبؤ بموعد حدوث الانحلال الإشعاعي. لذلك لن يعرفوا القيمة العشوائية.

للحصول على مثال أكثر يومًا بعد يوم ، يمكن للكمبيوتر الاعتماد على الضوضاء الجوية أو ببساطة استخدام الوقت المحدد الذي تضغط فيه على المفاتيح على لوحة المفاتيح كمصدر لبيانات غير متوقعة أو إنتروبيا. على سبيل المثال ، قد يلاحظ جهاز الكمبيوتر الخاص بك أنك ضغطت على مفتاح في 0.23423523 ثانية بالضبط بعد الساعة 2 مساءً. احصل على ما يكفي من الأوقات المحددة المرتبطة بضغوط المفاتيح هذه وسيكون لديك مصدر إنتروبيا يمكنك استخدامه لإنشاء حقيقية رقم عشوائي. أنت لست آلة يمكن التنبؤ بها. لذلك لا يمكن للمهاجم تخمين اللحظة الدقيقة التي تضغط فيها على هذه المفاتيح. الجهاز / dev / random على نظام Linux ، الذي يولد أرقامًا عشوائية ، كتل ولا تُرجع نتيجة حتى تجمع ما يكفي من الإنتروبيا لإرجاع رقم عشوائي حقيقي.

أرقام شبه عشوائية | عشوائي عدد المولدات

الأرقام العشوائية الزائفة هي بديل لـ حقيقية أرقام عشوائية. يمكن أن يستخدم الكمبيوتر قيمة أولية وخوارزمية لتوليد أرقام تبدو عشوائية ، ولكن هذا في الواقع يمكن التنبؤ به. لا يقوم الكمبيوتر بجمع أي بيانات عشوائية من البيئة.

هذا ليس بالضرورة أمرًا سيئًا في كل موقف. مثل ، إذا كنت تلعب لعبة فيديو. لا يهم حقًا ما إذا كانت الأحداث التي تحدث في تلك اللعبة ناتجة عن أم لا حقيقية أرقام عشوائية أو أرقام شبه عشوائية. من ناحية أخرى. إذا كنت تستخدم التشفير ، فأنت لا تريد استخدام أرقام شبه عشوائية يمكن للمهاجم تخمينها.

على سبيل المثال ، لنفترض أن المهاجم يعرف الخوارزمية والقيمة الأولية التي يستخدمها منشئ الأرقام العشوائية الزائفة. ودعنا نقول أن خوارزمية التشفير تحصل على رقم شبه عشوائي من هذه الخوارزمية. ويستخدمه لتوليد مفتاح تشفير دون إضافة أي عشوائية إضافية. إذا كان المهاجم يعرف ما يكفي ، فيمكنه العمل للخلف وتحديد الرقم العشوائي الزائف. يجب أن تكون خوارزمية التشفير قد اختارت في هذه الحالة ، مما يؤدي إلى كسر التشفير.

مولد الأرقام العشوائي للأجهزة التابع لوكالة الأمن القومي وإنتل

لتسهيل الأمور على المطورين والمساعدة في إنشاء أرقام عشوائية آمنة. تشتمل رقائق Intel على مولد أرقام عشوائي قائم على الأجهزة يُعرف باسم RdRand. تستخدم هذه الشريحة مصدر إنتروبيا على المعالج وتعطي أرقامًا عشوائية للبرنامج عندما يطلبها البرنامج.

المشكلة هنا أن مولد الأرقام العشوائية هو في الأساس صندوق أسود ولا نعرف ما الذي يجري بداخله. إذا احتوت RdRand على باب خلفي لوكالة الأمن القومي ، فستكون الحكومة قادرة على كسر مفاتيح التشفير. تم إنشاء ذلك من خلال البيانات المقدمة فقط من خلال مولد الأرقام العشوائي هذا.

هذا مصدر قلق خطير. في ديسمبر 2013 ، أزال مطورو FreeBSD الدعم لاستخدام RdRand مباشرة كمصدر للعشوائية ، قائلين إنهم لا يستطيعون الوثوق به. [المصدر] سيتم إدخال إخراج جهاز RdRand في خوارزمية أخرى تضيف إنتروبيا إضافية. يضمن ذلك عدم أهمية أي أبواب خلفية في مولد الأرقام العشوائية. لقد عمل Linux بالفعل بهذه الطريقة ، مما أدى إلى زيادة عشوائية البيانات العشوائية القادمة من RdRand بحيث لا يمكن التنبؤ بها حتى لو كان هناك باب خلفي. [المصدر] في AMA الأخير ( اسألني اي شئ ) في Reddit ، لم يُجب برايان كرزانيش الرئيس التنفيذي لشركة Intel على أسئلة حول هذه المخاوف. [مصدر]

بالطبع ، من المحتمل ألا يكون هذا مجرد مشكلة في رقائق Intel. دعا مطورو FreeBSD رقائق Via بالاسم أيضًا. يوضح هذا الجدل سبب أهمية إنشاء أرقام عشوائية عشوائية حقًا ولا يمكن التنبؤ بها.

لتوليد حقيقية الأرقام العشوائية ، مولدات الأرقام العشوائية تتجمع غير قادر علي، أو بيانات تبدو عشوائية من العالم المادي من حولهم. للأرقام العشوائية التي لا تفعل ذلك حقا يجب أن تكون عشوائية ، فقد يستخدمون فقط خوارزمية وقيمة أولية.

استنتاج

حسنًا ، كان هذا كل شيء! آمل أن تعجبك مقالة إنشاء الأرقام العشوائية هذه وتجدها مفيدة لك. قدم لنا ملاحظاتك على ذلك. أيضًا إذا كنت تريد طرح المزيد من الاستفسارات المتعلقة به. ثم أخبرنا في قسم التعليقات أدناه. نحن سوف نعود اليكم في وقت قريب.