Потрага за насумичним бројкама које управљају нашим животима

Наш свет функционише зато што је заснован на насумично генерисаним бројевима, а без њих би се изненађујући велики сегмент савременог живота распао. Због чега их је онда толико тешко пронаћи?

Пријатељи су дали све од себе да објасне шта траже - радио апарат који производи прави шум.

Знате већ, од оних који производе бели шум између станица када окрећете бројчаник.

Продавац у радњи није знао шта да им каже.

„Мислим да је био убеђен да смо потпуно луди&qуот;, каже Мадс Хар.

• „Логика, Вотсоне, само логика&qуот;
• Фројдовски изрази које користите а да тога нисте ни свесни
• Зашто можемо да сањамо на више језика

Било је то 1997. године, а он и његови другари су се мували по радњи Радио Шека у Берклију, у Калифорнији.

Већина радио апарата која се продавала имала је филтере за буку који су пригушивали кључне шумове које су они тражили.

Након мало убеђивања, међутим, продавац је пристао да дозволи Хару и његовим пријатељима да послушају један од најјефтинијих уређаја које је имао позади у радњи.

Кад су убацили пар батерија у мали, сиви транзистор од 10 долара, из њега је покуљао прави зид белог шума.

Био је бучан као сам ђаво.

„Почели смо да скачемо од среће&qуот;, каже Хар.

Тај мали радио апарат је, потенцијално, требало да их обогати.

Хар и тројица његових пријатеља радили су на софтверу за коцкање - на дигиталним слот машинама и блекџек играма које су желели да понуде на интернету.

У то време, онлајн казина тек су почињала да узимају маха.

Хар је знао да ће морати да производе поуздано насумичне бројке.

Бескрајне низове цифара који ће одређивати које комбинације излазе кад повучете виртуелну полугу или које карте буду подељене у онлајн партији покера.

Кад те ствари не би биле насумичне, дигитални казино не би био превише фер и играчи би чак могли да покушају да победе систем тражећи предвидљиве обрасце у играма.

И тако су четворица пријатеља потражила извор насумичности за који сви могу да се сложе да је поуздан.

Нешто на шта, по дефиницији, неће моћи да се утиче.

Идеја која је ударила Хара у главу као тона жетона за покер била је - шум најјефтинијег аналогног радио апарата.

Бука коју производи један такав уређај заправо је хаотичан сигнал који обликују муње и електромагнетна активност у Земљиној атмосфери.

То генерише удар непредвидивог белог шума.

Хар је планирао да намести компјутер тако да слуша сво то баљезгање, претвара успоне и падове у мале јединице и нуле, познате и као битове, а потом их искористи за произвођење низа насумичних бројки - нешто попут 4107567387.

Што би, да узмемо поједностављен пример, могло да одреди да је наредна карта коју вам уделе у вашој онлајн партији покера, на пример, шестица пик.

(Ох, ви сте се надали петици трефу. Па зар нисте знали? Морате да осетите кад треба да одустанете.)

Има неких ствари које компјутери, упркос свој њиховој моћи, не раде добро - а једна од њих је насумичност.

Јесте, компјутери све време избацују податке, па зашто онда не би могли и насумичне бројке?

Проблем је у томе што се компјутери ослањају на унутрашње механизме који су на неком нивоу предвидиви, што значи да исходи компјутерских алгоритама на крају постану предвидиви такође, што не желите ако водите казино.

Исти проблем може да донесе главобољу криптографима.

• Математичар који је спасао коцкарнице Лас Вегаса
• Необични пионири електрицитета добијеног из биљног света

Кад шифрујете информације, желите да кључ за шифру буде што насумичнији, да нико не би могао да провали како је шифрован оригинални текст јер би му то омогућило да прочитају тајну поруку.

Људи одавно траже спољне изворе насумичности као основ за генераторе насумичних бројева.

У тој потрази за истинском насумичношћу, тражили су практично свуда хаотичне феномене који не могу да се предвиде и којима не може да се манипулише.

Слушали су буку електричних олуја, правили слике кишних капи на стаклу и играли се са најмањим честицама у познатом универзуму.

Далеко од тога да је та потрага сада окончана.

На крају, тај мали сиви транзистор ипак није донео богатство Хару и његовим пријатељима.

Онлајн коцкарски бизнис био је сувише тек у повоју у то време да би се млади предузетници обогатили од њега преко ноћи.

Али је генератор насумичних бројева који су направили, резоновали су они, и даље био од користи.

ББЦ на српском је од сада и на Јутјубу, пратите нас ОВДЕ.

Зато га је Хар обзнанио јавно на рандом.орг, где од тада редовно избацује насумичне бројке.

Сајт има много посетилаца.

„Један ког могу да наведем је кабинет градоначелника Сан Франциска&qуот;, каже Хар.

„Они користе наше услуге да би извлачили добитнике који су били довољно срећни да добију приступачно становање.&qуот;

У друге кориснике спадају људи који воде лутрије у локалним заједницама.

Они бирају добитне комбинације сваке недеље на Харовој интернет страници.

Научници су чак користили онлајн генератор бројева да рандомизују учеснике у експериментима.

Маркетиншке фирме које деле награде муштеријама такође су бирале добитнике уз помоћ рандом.орг.

„Људи их користе за тестирање на дрогу, на пример&qуот;, додаје Хар, „насумично одабравши запослене.&qуот;

Интернет страница такође има функцију бирања насумичне лозинке.

И да, чак и неки сервиси за онлајн коцкање ослањају се на рандом.орг.

Један човек чак каже да га користи да би изабрао које дискове из своје колекције од 700 компакт дискова да стави у кола сваке недеље.

Сви ови резултати, међу њима и, у неким случајевима, исходи извлачења који могу живот да вам промене, настали су на основу атмосферске активности коју хвата гомила радио пријемника.

Првобитни транзистор од 10 долара у међувремену је одавно замењен, признаје Хар.

Током година, он и његове колеге почели су да користе савременију опрему која производи висококвалитетни атмосферски шум и тренутно се страница ослања на девет великих пријемника на различитим географским локацијама.

Комешање у лава лампама, тих мехурастих, уљаних, воштаних ствари у њима, заправо није предвидиво - Џон Грејем-Каминг

Ако никада не играте лото или немате намеру да учествујете у клиничком тестирању, помислили бисте да вам насумични бројеви заправо нису важни.

И преварили бисте се.

Погледајте видео: Нака вратоломних тачака у циркусу

Сваки пут кад одаберете нову лозинку, чак и неку коју сте сами смислили, компјутер на њу прилепи још један комад информација.

Он шифрира лозинку ради чувања, што значи да, ако неко хакује базу података и украде вашу лозинку, неће моћи лако да је дешифрује и искористи за улазак у ваш налог.

Тај комад података који се додаје на лозинку зове се „со&qуот; (салт) и проистекао је из насумичног броја.

„Користимо их сваки дан а да то заправо ни не знамо&qуот;, каже Алан Вудворд, експерт за безбедност компјутера на Универзитету у Сарију.

Насумични бројеви кључни су за чување информација, истиче он, будући да се користе кад год компјутер шифрује податке да би сваком насумичном посматрачу изгледале као обичне шкработине.

Кад посетите интернет страницу чија адреса почиње са „хттпс://&qуот;, на пример, ви од вашег компјутера и сервера на ком се она налази тражите, између осталог, да генеришу неке насумичне бројке, замене их и потом употребе да шифрују податке који се шаљу тамо и назад док учитавате страницу и користите је.

(Ово је огромна симплификација размене која се дешава за само неколико милисекунди, али схватили сте поенту.)

Кад осетљиви подаци путују по компјутерским мрежама, нарочито они доступни јавности, од кључне је важности да се те информације заштите.

Клаудфлер, технолошка фирма која пружа безбедносне услуге за „облаке&qуот;, користи много насумичних бројева у својим дата центрима.

Компанија је изнашла неке атрактивне начине за генерисање насумичности - међу којима су и колекција лава лампи.

„Малтене је кренуло као шала а онда смо рекли себи: 'Хеј, чекај мало, то бисмо заправо могли да урадимо'&qуот;, каже Џон Грејем-Каминг, главни службеник за технологију.

У седишту Клаудфлера у Сан Франциску, камера на таваници уперена је надоле ка зиду живописних лава лампи.

„Комешање у лава лампама, тих мехурастих, уљаних, воштаних ствари у њима, заправо није предвидиво&qуот;, објашњава Грејем-Каминг.

То значи да камера може да услика мехуре у интервалима, који се потом претварају у низове бројева - мање или више на основу облика и положаја мехурова.

Ова идеја, коју је први пут демонстрирала компанија по имену Силикон графикс крајем деведесетих, једна је од више метода које Клаудфлер има у рукаву за генерисање насумичних бројева да би се заштитиле информације.

Списак ствари којима су се људи окренули у потрази за насумичним бројевима је предивно необичан.

Један софтверски инжењер схватио је кад је изашао по влажном дану да кишне капи које падају по његовим наочарима могу да послуже као одговарајући извор насумичности, па је симулирао обрасце преко кратког кода чисто експеримента ради.

Неко други је покушао да дочара активност мехурића у његовом акваријуму као основу за генерисање насумичних бројки.

Један други приступ ослањао се на непредвидиво понашање мачета, када је њено кретање снимљено веб камером.

Једна група истраживача чак је тражила насумичност посматрајући јединствене генетске секвенце садржане у ДНК молекулима унутар свих живих бића.

Потом су ту многи покушаји откривања кликова радиоактивног отпада, које хватају Гајгерови бројачи, на пример.

Не можете тачно да предвидите када ће се атом распасти и испустити субатомске честице које активирају Гајгеров бројач, што значи да се то сматра добрим извором насумичности.

Постоји чак и пројекат који је употребио банану за генерисање бројева - будући да се зна да је ова накривљена воћка благо радиоактивна.

Њујорк тајмс је 2016. године поменуо пример младог компјутерског гејмера који је открио начин да прави генератор насумичних бројева у Мајнкрафту.

Овај гејмер је, наиме, конструисао неку врсту турнира за пријатеље са Светом Мајнкрафта, али је желео да може да активира клопку у насумичним интервалима - да би ухватио учеснике у игри неспремне.

И тако је одлучио да подигне ограђене пашњаке и у њима заточи виртуалне краве зване „му-шрумс&qуот; зато што се крећу унаоколо у насумичним обрасцима.

Кад год би му-шрум стала на једну од плоча под притиском које је гејмер поставио у тлу пашњака, то би активирало замку у игри у оквиру игре коју је осмислио.

„Ингениозно&qуот; решење, како га је назвао Њујорк тајмс.

Има још много више баналних инпута за генераторе насумичних бројки.

Могуће је користити кретање курсора миша на компјутерском екрану, временску паузу између два притиска на типке на тастатури или буку саобраћаја у компјутерској мрежи, на пример.

„Прилично смо сигурни да је то безбедно&qуот;, каже Стивен Мардок, професор инжењеринга безбедности на Универзитетском колеџу у Лондону, говорећи о овом последњем примеру.

Мардок је творац претраживача Топ, који омогућава безбедно претраживање интернета преко више слојева енкрипције.

Мардок тврди да знамо довољно да бисмо генерисали одговарајући насумичне бројке, али да често нема довољно верификација које би гарантовале да је наводно насумичан резултат заиста непредвидив.

„Волео бих да видим више пажљивог дизајна и тестирања&qуот;, каже она.

Али то је заиста незгодан део свега овога.

„Не можете да тврдите да је нешто насумично - можете само да провалите кад је ненасумично&qуот;, објашњава Дарен Харли-Смит, предавач безбедности информација на Краљевском Холовеју, на Универзитету у Лондону.

Истраживачи имају начине да препознају ненасумичне генераторе бројева, као што су статистичке анализе које траже секвенце у којима се један број појављује чешће него што би да је дотична секвенца заиста насумична - има превише тројки, на пример.

То, међутим, није довољно.

Шта ако је ваша секвенца „123123123123123&qуот;?

У том случају, истиче Харли-Смит, имате много тројки, али оне нису заступљене више од јединица или двојки.

Међутим, постоји изричито очигледан образац ове секвенце, његова прожимајућа структура, који је одаје као ненасумичну.

Код истински великог скупа бројки, статистички тестови за насумичност постају веома компликовани а опет не можете никад да докажете да је нешто истински насумично, само да је нераспознатљиво од насумичног, на основу ваше најбоље могуће анализе.

Последице погрешне процене насумичности су, међутим, озбиљне.

Кад генератори насумичних бројева не раде свој посао како треба, можете да очекујете да ће злонамерни људи покушати да их искористе.

Године 2017, Вајерд је писао о случају руског хакера који је наводно задужио људе да снимају активност слот машина у казинима.

На основу резултата сваке одигране игре, успео је да предвиди како раде унутрашњи генератори насумичних бројева сваке машине и, стога, предвиди када ће следећи пут исплатити добитак.

А пре око деценије, истраживачи безбедности на Универзитету у Кембриџу, међу њима и Мардок, славно су схватили да су преваранти успевали да украду новац од људи тако што су предвиђали наводно насумичне бројке генерисане у картицама са чипом и пином.

Такви бројеви морају да одобре трансакцију кад платите нешто у продавници.

Али испоставило се да је могуће предвидети наредне бројеве и тако опонашати нечију дебитну картицу да бисте потрошили његов новац без одобрења.

Такве преваре вероватно се врше и дан-данас, према једном од истраживача који су открили ову грешку.

• Делови свемирске слагалице: Шта доносе нове фотографије са телескопа Џејмс Веб
• Нобелова награда за физику научницима који су успели незамисливо - да „ухвате&qуот; атом

Чак и ако решите њихов лош инжењеринг, већина до сада поменутих генератора насумичних бројева би и даље могла да буду мало убедљивија.

Извори насумичности од којих зависе су, у најбољем случају, насумични само за нас.

Кад бисмо некако знали сваку законитост универзума и могли савршено да је моделујемо, вероватно бисмо успели детаљно да предвидимо грају атмосферског шума или образац кишних капи које падају на стакло.

Из тог разлога, неки људи тврде да је најбоља врста генератора насумичних бројева квантни генератор насумичних бројева - што ће рећи, онај који се ослања на ефекте квантне механике.

Они су, према нашем сазнању, онолико насумични колико је то уопште могуће.

Необично понашање, или ентропија, субатомских честица, у које спада и тајминг пропадања једног радиоактивног атома, на пример, потпуно је непредвидиво.

Води се извесна расправа око тога да ли истинска насумичност заиста постоји било где, али то можемо да препустимо теоријским физичарима.

Из практичних разлога, ствари као што је тајминг фотона - сићушних честица светла - кад стигну у детектор нешто је што се сматра истински насумичним и одговарајућим као основа за генерисање насумичних бројева.

Још један приступ подразумева пребројавање фотона које емитује ласерски пулс, који ће у специјалном експерименталном окружењу изродити насумично паран или непаран број фотона.

Радећи то изнова и изнова, можете да генеришете низ насумичних битова и искористите их да избацујете насумичне бројке.

Уз развој квантне технологије, можемо да очекујемо још инвентивније и, уз мало среће, поуздане генераторе насумичних бројева у будућности

У начелу, квантни генератори насумичних бројева су „суштински непредвидиви&qуот; каже Жанет Захариева, суоснивачица британске фирме Квантум Дајс, која развија властиту квантну технологију насумичних бројева.

А опет чак и неки од ових новијих система подложни су грешкама које могу да утичу на пристрасност њихових резултата.

„На крају можете да завршите са системом који је мешавина квантне ентропије и класичног шума&qуот;, каже Захариева.

Харли-Смит истиче, на пример, да се неки квантни генератори насумичних бројева ослањају на опрему која би могла да их временом начини мање насумичним.

„Ако фотон погоди сензор, мало по мало ће га загревати, вероватно га учинивши осетљивијим или мање осетљивим на будуће ударе&qуот;, објашњава он.

Другим речима, имате истински насумични феномен - али ћете на крају утицати на вашу детекцију на овај или онај начин, смањивши насумичност резултата.

Уз развој квантне технологије, можемо да очекујемо још инвентивније и, уз мало среће, поуздане генераторе насумичних бројева у будућности.

У међувремену, увек имате рандом.орг.

Понекад људи пишу Мадс Хару жалећи му се да су приметили нешто што личи на предвидиву секвенцу бројева у резултатима са његове странице.

То је само зато што су људи само врло лоши у препознавању насумичности, каже он.

Изгледа да смо предодређени да примећујемо обрасце у свему.

Хар ужива да издвоји време како би им одговорио и подробније објаснио те концепте.

Можда није у старту кренуо да створи ресурс као што је рандом.орг, али је током времена Хар схватио да је то нешто што је у сваком случају желео да уради.

Можда је то, сугерише он, зато што је пореклом из Данске - редовно рангиране као међу најмање корумпираним земљама на свету.

Сада људи користе његову страницу да би убедили кориснике, учеснике или публику да им бацају фер новчић.

Да је, какву год игру или процес да воде, она искрена и праведна - макар у оквирима насумичности.

Постојао би прилично велик подстицај, мора се напоменути, за Хара и његове колеге који сарађују на рандом.орг да манипулишу резултатима интернет странице ако би им то дозволило да наместе извлачење добитка на лоту, на пример.

Они то никад не би урадили, инсистира Хар, јер је то противно свему за шта се они залажу.

Али је то фер питање, зато што је, како он отворено признаје, то сасвим могуће.

Кад се све сабере и одузме, без обзира колико је у начелу савршен генератор насумичних бројева, и даље морате да верујете да особа која га води није изгубила скрупуле.

„Претпостављам да је увек потребно некакво поверење у процес&qуот;, каже Хар.

„Ви морате да верујете у то.&qуот;

Погледајте видео: Како се деца у Србији упознају са популарном науком

Пратите нас на Фејсбуку, Твитеру, Инстаграму, Јутјубу и Вајберу. Ако имате предлог теме за нас, јавите се на ббцнасрпском@ббц.цо.ук

(ББЦ Невс, 08.18.2024)