หากเป็นไปได้ที่จะได้รับชุดตัวเลขจากวัตถุท้องฟ้า (โดยใครก็ตามบนโลกที่รู้ว่าควรดูวัตถุใดและควรดูเวลาใด) สิ่งนี้จะมีประโยชน์ในการเข้ารหัสหรือไม่?
หรือมันจะไร้ประโยชน์ เพราะหากนักแสดงร้ายรู้ว่าคุณกำลังดูวัตถุชิ้นไหนและเวลาใด พวกเขาก็สามารถหากุญแจเจอได้
ฉันเชื่อว่าแอปพลิเคชันที่มีศักยภาพสามารถพบได้ในสิ่งที่เรียกว่า "โมเดลพื้นที่เก็บข้อมูลที่มีขอบเขต" ที่ Maurer แนะนำที่นี่:
https://crypto.ethz.ch/publications/Maurer92b.html
โดยสรุป โมเดลพื้นที่เก็บข้อมูลที่มีขอบเขตเป็นทิศทางการวิจัยเชิงทฤษฎีที่ศึกษาโครงสร้างการเข้ารหัสโดยที่ใคร ๆ ก็สันนิษฐานว่ามีเพียงพื้นที่เก็บข้อมูลของฝ่ายตรงข้ามเท่านั้นที่ถูกจำกัด สิ่งนี้ตรงกันข้ามกับรูปแบบการเข้ารหัสปัจจุบัน (ใช้งานได้จริงและปลอดภัย) ที่เราถือว่าทรัพยากรการคำนวณของผู้โจมตีมีจำกัด เช่น ความแข็งของการแยกตัวประกอบสำหรับ RSA หรือลอการิทึมแยกสำหรับปัญหา (เส้นโค้งวงรี) Diffie-Hellman
น่าสนใจ มันสามารถแสดงให้เห็นได้ว่าแผนการเข้ารหัสข้อมูลที่มีความปลอดภัยในทางทฤษฎีนั้นมีอยู่จริง หากสมมติฐานการจัดเก็บที่มีขอบเขตนั้นถูกต้อง
ดังนั้น ในกรณีนี้ วัตถุท้องฟ้าอาจถูกมองว่าเป็นดาวเทียมสาธารณะที่ปล่อยบิตแบบสุ่ม เป็นไปได้ว่าผู้โจมตีไม่มีพื้นที่เก็บข้อมูลเพียงพอที่จะเก็บข้อมูลทั้งหมดนี้ ในขณะที่ผู้ใช้ต้องการเก็บเศษเสี้ยวของบิตทั้งหมดเท่านั้น และจะได้รับคีย์ความปลอดภัย เป็นต้น
เอกสารฉบับล่าสุดนี้แสดงโครงสร้างที่น่าสนใจบางส่วนตามโมเดลพื้นที่จัดเก็บที่มีขอบเขต: https://eprint.iacr.org/2019/507.pdf.
หมายเหตุ: จนถึงขณะนี้ การวิจัยแนวนี้ยังคงเป็นความอยากรู้เชิงทฤษฎี บางทีมันจะกลายเป็นจริงในวันหนึ่ง อย่างไรก็ตาม ระบบเข้ารหัสแบบ "เชิงคำนวณ" ที่เรามีในปัจจุบัน รวมถึงระบบหลังควอนตัมก็ใช้งานได้ดี :)
ผู้สมัครมาตรฐานที่ฉันพูดถึงเมื่อเร็ว ๆ นี้ ที่นี่ คือการตั้งค่าสตริงอ้างอิงทั่วไป โดยสมมติว่า (1) สตริงที่ได้รับจากวัตถุท้องฟ้ามีการสุ่ม และ (2) การสังเกตสตริงนี้สามารถทำได้โดยบุคคลที่อยู่ห่างไกลอย่างน่าเชื่อถือ สิ่งนี้ให้สตริงสุ่มทั่วไปที่แก้ไขไม่ได้ ซึ่งเป็นอ็อบเจ็กต์ที่มีประโยชน์มากสำหรับโปรโตคอลการเข้ารหัส (ในทางตรงกันข้าม การตั้งค่าสตริงอ้างอิงทั่วไปบน Earth นั้นต้องการโปรโตคอลแบบกระจายขนาดใหญ่หรือสมมติฐานการตั้งค่าที่เชื่อถือได้)
อย่างแน่นอน. ค่อนข้างประสบความสำเร็จ ทีโอพี อัลกอริทึมที่ใช้ขึ้นอยู่กับเวลาปัจจุบัน ทั่วไป สำหรับทั้งสองฝ่าย ไปที่รากฐาน ปฏิทินและการคำนวณเวลาจะขึ้นอยู่กับการสังเกตทางดาราศาสตร์ในท้ายที่สุด
จริงอยู่ที่ปัจจุบันเรารักษาเวลาเป็นส่วนใหญ่โดยทำตามจำนวน แหล่งเวลาที่เป็นอิสระ; แต่ค่อนข้างแดกดัน หากเรา (ในฐานะผู้ใช้ปลายทาง) จำเป็นต้องซิงโครไนซ์นาฬิกาอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ของเรา เราทำบ่อยขึ้นโดยรับสตริงตัวเลขจาก วัตถุท้องฟ้าที่มนุษย์สร้างขึ้น.
ฉันขอแนะนำว่ากรณีการใช้งานที่เหมาะสมที่สุดคือการใช้สัญญาณสำหรับคีย์เข้ารหัสของคุณเอง ไม่ใช่เป็นส่วนหนึ่งของข้อมูลอ้างอิงที่ตรวจสอบได้ทั่วไป
ดวงดาวระยิบระยับเนื่องจากเอฟเฟกต์แสงต่างๆ รวมถึงมลภาวะ แหล่งสัญญาณวิทยุทั่วไปสร้างสัญญาณรบกวนแบบเอนโทรปิกในย่านความถี่ 100 กิกะเฮิรตซ์ เมื่อสุ่มตัวอย่าง คุณจะได้รับสัญญาณรบกวนเชิงปริมาณจำนวนมากและข้อผิดพลาดในการวัดอื่นๆ ที่ขี่สัญญาณผันผวน นั่นคือสิ่งที่นักเข้ารหัสรุ่นใหม่สามารถใช้เพื่อสร้างคีย์ส่วนตัว (หลังจากการแยกแบบสุ่มเล็กน้อย)
นอกจากนี้ยังเป็นสิ่งที่ป้องกันไม่ให้ผู้ไม่หวังดีสร้างกุญแจเดียวกัน แม้ว่าพวกเขาจะยืนอยู่ข้างคุณ (แต่มีอุปกรณ์ของพวกเขาเอง) ข้อผิดพลาดในการวัดมักจะหมายความว่าคุณสองคนจะแปลงสัญญาณที่แตกต่างกันเป็นดิจิทัลสามารถรับบิตที่แตกต่างกัน 256 บิตจากตัวอย่าง 12 บิตที่ 10,000 ตัวอย่าง/วินาที (ชุดอุปกรณ์ Arduino สำหรับเด็กนักเรียน)
ที่ไม่ได้ระบุไว้สำหรับการสุ่มแบบกระจาย คุณต้องใช้การกำจัดสัญญาณรบกวนอย่างชาญฉลาด การแปลงฟูริเยร์ การสกัดแบบฟัซซี โปรโตคอลและฮาร์ดแวร์ที่เป็นเอกฉันท์ที่ตกลงร่วมกัน ดังนั้นผู้ดำเนินการโครงการฉันทามติจะต้องให้ผู้ใช้ไว้วางใจพวกเขาโดยเอาชนะวัตถุประสงค์
ฉันได้รับสิ่งนี้จากมุมมองของนักดาราศาสตร์ที่ทำงานเกี่ยวกับดาราศาสตร์รังสีเอกซ์ซึ่งเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับการศึกษารังสีคอสมิก รังสีคอสมิก (อนุภาคพลังงานสูงจากอวกาศ) เป็นแหล่งหนึ่งของเหตุการณ์สุ่ม ค้นหา google จะแสดงบทความมากมาย ฉันเชื่อว่าการใช้ตัวนับไกเกอร์เป็นเครื่องกำเนิดเมล็ดพันธุ์แบบสุ่มถูกนำมาใช้หลายปี (1970's 80's) โดยบริษัทคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ ความทรงจำของฉันบอกว่า Burroughs อย่างไรก็ตามฉันไม่สามารถหาข้อมูลอ้างอิงได้
โปรโตคอลการเข้ารหัสต้องมี:
เพื่อให้ใช้งานได้จริง พื้นที่คีย์จะต้องมีขนาดใหญ่พอที่จะทำให้การโจมตีด้วยกำลังเดรัจฉาน (โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อทราบอัลกอริทึมที่สมบูรณ์) เป็นไปไม่ได้
สิ่งสำคัญคือต้องระลึกไว้เสมอว่าเมื่อนึกถึงระบบเข้ารหัสลับเช่นนี้ ปัญหาของ "การสูญเสียความลับ" นั้นอยู่นอกขอบเขต นั่นคือความลับควรจะเป็น จริงๆ ความลับ คุณสามารถและต้องถือว่าผู้โจมตีทำ ไม่ รู้ความลับก่อนที่จะเริ่มการโจมตีของเขา
เนื้อหาที่ปลอดภัยที่สุดและในขณะเดียวกันอัลกอริทึมเล็กน้อยคือการใช้แผ่นครั้งเดียว เช่น ความลับคือจำนวนเต็ม (อาจมาก) และอัลกอริทึมง่ายๆ ก็คือการ XOR ความลับและข้อความธรรมดาสำหรับการเข้ารหัส และ XOR ความลับและข้อความเข้ารหัสสำหรับการถอดรหัส
สิ่งนี้สามารถใช้กับวัตถุท้องฟ้าได้:
ความแข็งแกร่งของอัลกอริทึมขึ้นอยู่กับว่ามีดาวที่เป็นไปได้มากพอที่จะเลือกหรือไม่ และการวัดนั้นยากพอที่ผู้โจมตีจะสแกนดาวจำนวนมากในคราวเดียวเป็นไปไม่ได้
คุณมีความคิดพื้นฐานเกี่ยวกับวิธีการใช้วัตถุท้องฟ้าในการเข้ารหัส ในตอนท้ายของวัน การสร้างบิตสุ่มอย่างแท้จริงจะเกิดขึ้น และคุณไม่ต้องการเวลาด้วยซ้ำหากคุณมีการเชื่อมต่ออย่างต่อเนื่อง คุณสามารถปรับแต่งสิ่งนี้ได้ตามต้องการ นั่นคือ คุณสามารถหลีกเลี่ยงการส่ง ciphertext อย่างต่อเนื่องหากคุณมีแหล่งเวลาที่ใช้ร่วมกันบางประเภท (และจำเป็นต้องซิงค์โดยประมาณเท่านั้น ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับพื้นที่บัฟเฟอร์ที่คุณต้องการใช้สำหรับบิตของคุณ) มีปัญหาในทางปฏิบัติมากมายที่ต้องแก้ไข (เช่น วิธีสร้างบิตที่ทำซ้ำได้ตั้งแต่แรก การหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนเฟสเนื่องจากความแตกต่างเล็กน้อย เป็นต้น) แต่โดยหลักการแล้วไม่สามารถแก้ไขได้
มีกระดาษอย่างดีที่ https://ro.ecu.edu.au/cgi/viewcontent.cgi?article=1190&context=ism ที่อธิบายถึงการบังคับใช้รังสีพื้นหลังของท้องฟ้าในฐานะแหล่งกำเนิดของการสุ่ม ดูเหมือนว่าจะเป็นกรณีการใช้งานจริงมากกว่าการพยายามใช้ประโยชน์จากแหล่งที่มาในระดับที่สูงขึ้นในการรวมเข้ากับอัลกอริทึมการเข้ารหัสเฉพาะใดๆ
คนส่วนใหญ่ไม่เข้าใจว่าการถามคำถามมากมายจะปลดล็อกการเรียนรู้และปรับปรุงความสัมพันธ์ระหว่างบุคคล ตัวอย่างเช่น ในการศึกษาของ Alison แม้ว่าผู้คนจะจำได้อย่างแม่นยำว่ามีคำถามกี่ข้อที่ถูกถามในการสนทนา แต่พวกเขาไม่เข้าใจความเชื่อมโยงระหว่างคำถามและความชอบ จากการศึกษาทั้ง 4 เรื่องที่ผู้เข้าร่วมมีส่วนร่วมในการสนทนาด้วยตนเองหรืออ่านบันทึกการสนทนาของผู้อื่น ผู้คนมักไม่ตระหนักว่าการถามคำถามจะมีอิทธิพลหรือมีอิทธิพลต่อระดับมิตรภาพระหว่างผู้สนทนา
