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Statistik: Zufallszahlen mit Lasern generiert

Chiffriermaschine EnigmaLaden...
Mit Hilfe von Lasern lassen sich Zufallszahlen mit bislang unerreichter Geschwindigkeit erzeugen, die zum Beispiel für die Verschlüsselung von E-Mails und Transaktionen im Internet zum Einsatz kommen. Forscher um Atsushi Uchida von der Saitama University in Japan machten sich dabei die für gewöhnlich unerwünschten chaotischen Eigenschaften eines Lasers zu Nutze.

Die Wissenschaftler verwendeten zwei herkömmliche Halbleiterlaser und brachten jeweils einen Spiegel in den Strahlengang, der einen Teil des Lichts wieder in das Gerät reflektierte. Auf Grund von optischen Rückkopplungseffekten ergab sich ein chaotisches Ausgangssignal, berichtet das Team um Uchida. Die wahllos schwankenden Lichtintensitäten der beiden Laser wandelten sie mit Hilfe von Fotodetektoren zunächst in elektronische Signale um, die sie verstärkten und dann in zwei Binärsequenzen umsetzten. Diese kombinierten sie dann zu einer einzigen, zufälligen Bit-Sequenz. Auf diese Weise konnten sie zufällige Zahlenfolgen mit einer Rate von bis zu 1,7 Gigabits pro Sekunde generieren, was zehnmal schneller ist als mit vorherigen Verfahren. Gängige Tests bestätigten, dass die erzeugten Folgen tatsächlich zufällig sind.

Richtige Zufallszahlen sollten unberechenbar, nicht reproduzierbar und statistisch unverzerrt sein. Häufig werden jedoch so genannte Pseudo-Zufallszahlen eingesetzt, da sich diese viel schneller generieren lassen. Allerdings ist eine Vorhersage bei ihnen möglich, und die mit Hilfe dieser Zahlen erstellten Kodes sind theoretisch zu knacken. (mp)
48. Woche

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 48. Woche

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