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史上最安全!這套隨機數生成系統讓作弊無所遁形

在日常生活中,無論是抽中擔任國民法官、被國稅局抽查,還是購買樂透彩券,這些攸關權益的機制都仰賴隨機數生成技術。最新研究團隊在6月11日《自然》期刊發表革命性突破,開發出全球首套無法竄改的隨機數生成協議,讓重要社會程式更公平透明。

美國國家標準與技術研究院物理學家高塔姆·卡武裡強調:「當應用場景牽涉重大利益或眾多參與者時,建立公信力十足的隨機源頭至關重要。我們的新協議能完整驗證隨機性,徹底杜絕人為操控可能。」這項技術解決了傳統隨機數生成方式的根本缺陷——傳統電腦產生的偽隨機數能被演演算法破解,就連猴子亂敲鍵盤都會因手指長度和鍵盤配置形成可預測模式。

研究團隊轉向量子領域尋找真正的隨機性。透過無漏洞貝爾測試,利用糾纏光子的量子特性,在光子抵達測量站前隨機決定測量方式,創造出「裝置無關隨機性」。這項技術的關鍵創新在於「雜湊鏈」資料結構,就像無法被篡改的數位指紋,由三個獨立機構共同維護五條雜湊鏈,形成類似防偽收據的保障機制。

具體運作時,科羅拉多州的雷射裝置激發晶體產生糾纏光子對,這些光子透過光纖傳送至110公尺外的兩個測量站。在飛行過程中,每個站點會隨機決定測量光子極化的方式,最終轉換成0或1的位元。卡武裡形容:「這簡直是偏執狂等級的隨機驗證,想要作弊除非能超光速通訊。」

該系統每分鐘可進行1500萬次測量,產生的原始隨機位元流會與第三方公共信標的隨機數樣本結合,再經過特殊演演算法過濾模式,最終輸出512位元的純隨機數。這個數字龐大到相當於可觀測宇宙中原子總數的10^154倍。在40天測試期間執行7000多次,每次出錯機率都低於18百萬兆分之一。

這套系統最革命性的設計是「分散式信任」架構,參與機構可動態增加,有些負責產生隨機數,有些擔任驗證觀察員。卡武裡指出:「參與方越多,信任就越分散。」未來這項技術不僅能應用於司法抽籤和彩票系統,更能為加密貨幣、區塊鏈等數位經濟基礎建設提供關鍵保障。