Uma equipe internacional de cientistas desenvolveu um sistema que pode gerar números aleata³rios cem vezes mais rápido do que as tecnologias atuais, abrindo o caminho para uma criptografia de dados mais rápida, barata e segura no mundo digitalmente conectado de hoje.

O sistema gerador aleata³rio foi desenvolvido em conjunto por pesquisadores da Nanyang Technological University, Cingapura (NTU Singapore), Yale University e Trinity College Dublin, e feito em NTU.

Os números aleata³rios são usados ​​para uma variedade de finalidades, como gerar chaves de criptografia de dados e senhas de uso aºnico (OTPs) em processos dia¡rios como banco on-line e comanãrcio eletra´nico para reforçar sua segurança.

O sistema usa um laser com uma cavidade especial em forma de ampulheta para gerar padraµes aleata³rios, que são formados por raios de luz refletindo e interagindo uns com os outros dentro da cavidade. Ao ler os padraµes, o sistema gera várias sanãries de números aleata³rios ao mesmo tempo (veja a Imagem 1).

Os pesquisadores descobriram que, assim como os flocos de neve, nenhuma sequaªncia de dois números gerada usando o sistema era igual, devido a  natureza imprevisível de como os raios de luz refletem e interagem uns com os outros na cavidade.

O laser usado no sistema tem cerca de um mila­metro de comprimento, menor que a maioria dos outros lasers. Tambanãm éeficiente em termos de energia e pode ser operado com qualquer tomada elanãtrica doméstica, pois requer apenas uma corrente de um ampere (1A).

Em seu estudo publicado em uma das principais revistas cienta­ficas do mundo, a Science, em 26 de fevereiro de 2021, os pesquisadores verificaram a eficácia de seu gerador de números aleata³rios usando dois testes, incluindo um publicado pelo Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia dos Estados Unidos.

A equipe de pesquisa provou que o gerador de números aleata³rios feito pela NTU, que émais rápido e mais seguro do que as tecnologias compara¡veis ​​existentes, pode ajudar a proteger os dados dos usuários em um mundo que depende cada vez mais das transações da Internet (ver Imagem 2).

O professor Wang Qijie da Escola de Engenharia Elanãtrica e Eletra´nica da NTU e da Escola de Ciências Fa­sicas e Matema¡ticas, bem como do Instituto de Fota´nica, que liderou a equipe da NTU envolvida na pesquisa internacional, disse: "Os atuais geradores de números aleata³rios operados por computadores são baratos e eficazes. No entanto, eles são vulnera¡veis ​​a ataques, pois os hackers podem prever sequaªncias numanãricas futuras se descobrirem o algoritmo usado para gerar os números. Nosso sistema émais seguro, pois usa um manãtodo imprevisível para gerar números, o que torna impossí­vel atémesmo para aqueles com o mesmo dispositivo para replicar. "

Dr. Zeng Yongquan, pesquisador da Escola de Ciências Fa­sicas e Matema¡ticas da NTU, que co-projetou o sistema a laser, disse: "Nosso sistema ultrapassa os atuais geradores de números aleata³rios, pois o manãtodo pode gerar simultaneamente muitas mais sequaªncias aleata³rias de informações em um taxa ainda mais rápida. "

O sistema de laser da equipe também pode gerar cerca de 250 terabytes de bits aleata³rios por segundo - mais de cem vezes mais rápido do que os atuais geradores de números aleata³rios baseados em computador.

Em sua velocidade, o sistema levaria apenas 12 segundos para gerar um corpo de números aleata³rios equivalente ao tamanho da informação na maior biblioteca do mundo - a Biblioteca do Congresso dos Estados Unidos.

Elaborando o futuro do sistema, a equipe estãotrabalhando para deixar a tecnologia pronta para o uso prático, incorporando o laser em um chip compacto que permite que os números aleata³rios gerados sejam alimentados diretamente em um computador.