ระบบสัญญาณความสุ่มของ University of Colorado ( CURBY ) ได้จุดประกายการอภิปรายที่น่าสนใจในชุมชนเทคโนโลยีเกี่ยวกับเวลาและเหตุผลที่เราต้องการตัวเลขสุ่มที่สามารถตรวจสอบได้แบบสาธารณะ ในขณะที่คนส่วนใหญ่คิดว่าความสุ่มเป็นสิ่งที่ควรเก็บเป็นความลับ บริการที่ขับเคลื่อนด้วยควอนตัมนี้กลับออกอากาศบิตสุ่มให้ทุกคนเห็นและใช้งานได้
เหตุผลสำหรับความสุ่มแบบสาธารณะ
ชุมชนได้ระบุกรณีการใช้งานที่น่าสนใจหลายประการที่ความสุ่มแบบสาธารณะสมเหตุสมผลอย่างยิ่ง เมื่อสองฝ่ายต้องการแก้ไขข้อขัดแย้งอย่างยุติธรรม พวกเขาสามารถตกลงใช้ค่าสัญญาณในอนาคตเป็นการโยนเหรียญ - ไม่มีฝ่ายใดสามารถจัดการผลลัพธ์ได้เนื่องจากตัวเลขสุ่มนั้นยังไม่มีอยู่ หลักการเดียวกันนี้ใช้กับการคัดเลือกคณะลูกขุน การตรวจสอบสาธารณะ และระบบลอตเตอรี่ที่ความโปร่งใสมีความสำคัญ
สมาชิกชุมชนคนหนึ่งได้เน้นถึงข้อกังวลเชิงปฏิบัติเกี่ยวกับการใช้แหล่งความสุ่มเดียวกันสำหรับหลายวัตถุประสงค์ โดยระบุว่าควรใช้เทคนิคที่เหมาะสมเช่น HKDF (Hash-based Key Derivation Function) เพื่อสร้างค่าสุ่มแยกต่างหากสำหรับการใช้งานที่แตกต่างกัน วิธีนี้ป้องกันสถานการณ์ที่อึดอัดที่ใครบางคนอาจชนะการเลือกแบบสุ่มหลายครั้งพร้อมกัน
กรณีการใช้งานการสุ่มสาธารณะ
- การเลือกหน้าที่ลูกขุน
- การสุ่มตัวอย่างสำหรับการตรวจสอบสาธารณะ
- การจับสลากจัดสรรทรัพยากร
- การแก้ไขข้อพิพาทอย่างยุติธรรมระหว่างคู่กรณี
- การประยุกต์ใช้งาน Web3 และ smart contract
การดำเนินการทางเทคนิคและความไว้วางใจ
CURBY รวมแหล่งความสุ่มทั้งแบบคลาสสิกและควอนตัม โดยใช้การวัดอนุภาคควอนตัมและระบบบล็อกเชนที่เรียกว่า Twine สำหรับการตรวจสอบ แนวทางควอนตัมแก้ไขข้อจำกัดสำคัญของคอมพิวเตอร์ทั่วไป - พวกมันสามารถสร้างเพียงตัวเลขสุ่มเทียมที่ผู้โจมตีที่มุ่งมั่นอาจทำนายได้
อย่างไรก็ตาม ชุมชนยังคงแบ่งความเห็นว่าความซับซ้อนนี้จำเป็นหรือไม่ นักวิจารณ์โต้แย้งว่าคอมพิวเตอร์สมัยใหม่มีแหล่งความสุ่มที่ดีอยู่แล้วผ่านส่วนประกอบฮาร์ดแวร์เช่นเครื่องขยายสัญญาณรบกวนความร้อน Intel ได้ใช้วิธีการดังกล่าวตั้งแต่ปี 1999 โดยปรับปรุงให้เป็นคุณสมบัติเช่น RdRand
การเปรียบเทียบแหล่งที่มาของความสุ่ม
- คอมพิวเตอร์แบบคลาสสิก: ตัวเลขสุ่มเทียม (อัลกอริทึมที่คาดเดาได้)
- แบบฮาร์ดแวร์: สัญญาณรบกวนเชิงความร้อน, ไดโอดเซเนอร์ ( Intel RdRand ตั้งแต่ปี 2011)
- แบบควอนตัม: การวัดอนุภาคควอนตัม (ไม่สามารถคาดเดาได้อย่างแท้จริง)
คำถามเรื่องบล็อกเชน
น่าสนใจที่ CURBY เป็นตัวแทนของกรณีหายากที่เทคโนโลยีบล็อกเชนมีจุดประสงค์ที่ชัดเจนและเป็นประโยชน์ บัญชีแยกประเภทแบบกระจายช่วยตรวจสอบการประทับเวลาและรับประกันว่ากระบวนการสร้างความสุ่มสามารถตรวจสอบได้ สมาชิกชุมชนระบุว่านี่เป็นกรณีการใช้งานที่ถูกต้องสำหรับบล็อกเชน ซึ่งแตกต่างจากการใช้งานที่ดึงดูดความสนใจหลายอย่าง
บริการหยุดทำงานเพื่ออัปเกรดในเดือนกรกฎาคม 2024 และกลับมาทำงานในเดือนพฤษภาคม 2025 แสดงให้เห็นการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีความสุ่มควอนตัม ในขณะที่ Boulder, Colorado อาจกลายเป็นศูนย์กลางที่ไม่คาดคิดสำหรับการวิจัยความสุ่ม ( NIST ก็มีสิ่งอำนวยความสะดวกหลักที่นั่นเช่นกัน ) คุณค่าที่แท้จริงอยู่ที่การให้ตัวเลขสุ่มที่เชื่อถือได้เมื่อความโปร่งใสสำคัญกว่าความลับ
การวัดอนุภาคควอนตัม: การใช้พฤติกรรมที่ไม่สามารถทำนายได้ของฟิสิกส์ควอนตัมเพื่อสร้างตัวเลขสุ่มที่แท้จริง แทนที่จะเป็นอัลกอริทึมคอมพิวเตอร์ที่ดูสุ่มเท่านั้น
HKDF: วิธีการเข้ารหัสสำหรับสร้างค่าสุ่มที่แตกต่างกันหลายค่าจากแหล่งเดียว
สุ่มเทียม: ตัวเลขที่ดูสุ่มแต่จริงๆ แล้วสร้างขึ้นโดยสูตรทางคณิตศาสตร์ที่ทำนายได้
อ้างอิง: CURBY - CU Randomness Beacon