Inventato il primo generatore di numeri realmente casuali certificabili

Un gruppo di ricercatori ha realizzato il primo sistema al mondo capace di generare numeri realmente casuali e certificabili attraverso verifiche indipendenti, risolvendo un problema critico nel campo della sicurezza informatica. La tecnologia sfrutta l'entanglement quantistico garantendo risultati matematicamente imprevedibili e immuni da manipolazioni, oltre alla possibilità per la prima volta di tracciare completamente l'intero processo generativo. In precedenza sono già stati realizzati generatori quantistici di numeri casuali, ma questo è il primo sistema per il quale sia possibile certificare la reale casualità dei numeri.

I numeri casuali sono fondamentali per applicazioni che spaziano dalla crittografia bancaria ai sistemi di voto elettronico, ma i metodi attuali presentano diversi gradi di vulnerabilità. Si parla infatti di generatori "pseudocasuali", poiché le soluzioni software sfruttano algoritmi che in qualche modo possono essere prevedibili, mentre quelli hardware non possono dimostrare l'assenza di interferenze esterne.

Di fatto i numeri casuali generati con i sistemi tradizionali non sono realmente tali perché utilizzano algoritmi. Per definizione, una delle caratteristiche fondamentali di un algoritmo, è il suo funzionamento deterministico e cioè il fatto che partendo dagli stessi dati in ingresso, produrrà sempre gli stessi risultati. La generazione pseudocasuale avviene quindi applicando sempre le stesse operazioni ad un elemento, o seed, iniziale variabile ma non necessariamente casuale a sua volta. Per questo motivo l'analisi di numeri casuali generati da uno stesso algoritmo tradizionale potrebbe consentire l'individuazione di ricorrenze, dando modo così di scardinare il processo e compromettere il loro impiego.

Fino ad oggi nessun metodo poteva offrire contemporaneamente la verifica a posteriori e la garanzia di imprevedibilità iniziale. I generatori pseudocasuali classici permettono audit procedurali ma dipendono da seed iniziali che possono essere potenzialmente compromessi, mentre le soluzioni quantistiche tradizionali possono essere vulnerabili durante la fase di estrazione dei dati.

Il nuovo sistema è frutto della collaborazione tra Università del Colorado Boulder e National Institute of Standards and Technology degli Stati Uniti, utilizza coppie di fotoni entangled distribuiti su due stazioni di misurazione separate 110 metri. Le proprietà quantistiche garantiscono che i risultati delle misurazioni rimangano casuali per definizione, escludendo qualsiasi forma di coordinamento classico tra i dispositivi. In altri termini, il nuovo approccio sfrutta fenomeni quantistici non-locali per generare casualità intrinsecamente verificabile, associando a ogni operazione catene hash interconnesse distribuite. Questa architettura rende possibile ricostruire ex-post l'intera sequenza generativa attraverso registri crittografici immutabili, impedendo manipolazioni sia nella fase di produzione che di estrazione.

Cuore dell'innovazione è Twine, architettura che decentralizza il processo generativo coinvolgendo multipli attori indipendenti. Ogni fase operativa viene registrata su registri digitali immodificabili (hash chain), permettendo audit completi della catena di produzione. Durante i test, il sistema ha raggiunto un tasso di successo del 99.7% in 7.454 tentativi, producendo sequenze binarie da 512 bit con margine di errore inferiore a 2^-64.