Quanten-Zufallszahlengenerierung

Christian Kollmitzer; Stefan Petscharnig; Martin Suda; Mehic Miralem

doi:10.1007/978-3-031-54998-4_2

Quanten-Zufallszahlengenerierung

University of Sarajevo

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Abstract

Die Unvorhersehbarkeit von Zufallszahlen findet in ver
schiedenen Bereichen Anwendung, z. B. bei Lotterien, wissenschaftlichen Simu
lationen und grundlegenden physikalischen Tests. Am offensichtlichsten ist ihre Anwendung jedoch in kryptografischen Protokollen, die zwangsläufig Zufalls
zahlengeneratoren zur Erzeugung von Seeds, anfänglichen Zufallswerten, Nonces (Salts), Blinding-Werten und Padding-Bytes enthalten. Um für solche Aufgaben verwendet werden zu können, müssen Zahlengeneratoren bestimmte Kriterien erfüllen, um die Sicherheit des kryptografischen Protokolls zu gewährleisten. Dies bezieht sich in erster Linie auf die Unvorhersehbarkeit der generierten Zahlenwerte, selbst wenn der Angreifer das Design des Zufallszahlengenerators kennt. Im Gegen
satz zu deterministischen Zufallszahlengeneratoren, die Zufallswerte mit einer Entropie erzeugen, die durch die Entropie des anfänglichen Seeds begrenzt ist, be
trachten wir in diesem Kapitel nichtdeterministische Zufallszahlengeneratoren, die sich bei der Erzeugung von Zufallszahlen auf den Quantenzustand der Materie ver
lassen. Nichtdeterministische Zufallszahlengeneratoren verwenden verschiedene Techniken wie radioaktiven Zerfall, Schrotrauschen in Halbleitern, Photonen und andere.

Original language	German
Title of host publication	Quanten-Zufallszahlengenerierung
Subtitle of host publication	Theorie und Praxis
Editors	Springer Verlag
Place of Publication	Cham Switzerland AG
Publisher	Springer
Chapter	2
Pages	13-38
Number of pages	25
Edition	1
ISBN (Electronic)	eBook ISBN 978-3-031-54998-4
ISBN (Print)	eBook ISBN 978-3-031-54998-4, Print ISBN 978-3-031-54997-7
DOIs	https://doi.org/10.1007/978-3-031-54998-4_2
Publication status	Published - 30 May 2024

Publication series

Name	Springer Spektrum

UN SDGs

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SDG 4 Quality Education
SDG 9 Industry, Innovation, and Infrastructure

Research Field

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10.1007/978-3-031-54998-4_2

Quantum Random Number Generation
Kollmitzer, C., Petscharnig, S., Suda, M. & Miralem, M., 2020, Quantum Random Number Generation. Springer, p. 11-34 24 p.
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TY - CHAP

T1 - Quanten-Zufallszahlengenerierung

AU - Kollmitzer, Christian

AU - Petscharnig, Stefan

AU - Suda, Martin

AU - Miralem, Mehic

PY - 2024/5/30

Y1 - 2024/5/30

N2 - Die Unvorhersehbarkeit von Zufallszahlen findet in ver schiedenen Bereichen Anwendung, z. B. bei Lotterien, wissenschaftlichen Simu lationen und grundlegenden physikalischen Tests. Am offensichtlichsten ist ihre Anwendung jedoch in kryptografischen Protokollen, die zwangsläufig Zufalls zahlengeneratoren zur Erzeugung von Seeds, anfänglichen Zufallswerten, Nonces (Salts), Blinding-Werten und Padding-Bytes enthalten. Um für solche Aufgaben verwendet werden zu können, müssen Zahlengeneratoren bestimmte Kriterien erfüllen, um die Sicherheit des kryptografischen Protokolls zu gewährleisten. Dies bezieht sich in erster Linie auf die Unvorhersehbarkeit der generierten Zahlenwerte, selbst wenn der Angreifer das Design des Zufallszahlengenerators kennt. Im Gegen satz zu deterministischen Zufallszahlengeneratoren, die Zufallswerte mit einer Entropie erzeugen, die durch die Entropie des anfänglichen Seeds begrenzt ist, be trachten wir in diesem Kapitel nichtdeterministische Zufallszahlengeneratoren, die sich bei der Erzeugung von Zufallszahlen auf den Quantenzustand der Materie ver lassen. Nichtdeterministische Zufallszahlengeneratoren verwenden verschiedene Techniken wie radioaktiven Zerfall, Schrotrauschen in Halbleitern, Photonen und andere.

AB - Die Unvorhersehbarkeit von Zufallszahlen findet in ver schiedenen Bereichen Anwendung, z. B. bei Lotterien, wissenschaftlichen Simu lationen und grundlegenden physikalischen Tests. Am offensichtlichsten ist ihre Anwendung jedoch in kryptografischen Protokollen, die zwangsläufig Zufalls zahlengeneratoren zur Erzeugung von Seeds, anfänglichen Zufallswerten, Nonces (Salts), Blinding-Werten und Padding-Bytes enthalten. Um für solche Aufgaben verwendet werden zu können, müssen Zahlengeneratoren bestimmte Kriterien erfüllen, um die Sicherheit des kryptografischen Protokolls zu gewährleisten. Dies bezieht sich in erster Linie auf die Unvorhersehbarkeit der generierten Zahlenwerte, selbst wenn der Angreifer das Design des Zufallszahlengenerators kennt. Im Gegen satz zu deterministischen Zufallszahlengeneratoren, die Zufallswerte mit einer Entropie erzeugen, die durch die Entropie des anfänglichen Seeds begrenzt ist, be trachten wir in diesem Kapitel nichtdeterministische Zufallszahlengeneratoren, die sich bei der Erzeugung von Zufallszahlen auf den Quantenzustand der Materie ver lassen. Nichtdeterministische Zufallszahlengeneratoren verwenden verschiedene Techniken wie radioaktiven Zerfall, Schrotrauschen in Halbleitern, Photonen und andere.

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M3 - Buchkapitel

SN - eBook ISBN 978-3-031-54998-4

SN - Print ISBN 978-3-031-54997-7

T3 - Springer Spektrum

SP - 13

EP - 38

BT - Quanten-Zufallszahlengenerierung

A2 - , Springer Verlag

PB - Springer

CY - Cham Switzerland AG

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Quanten-Zufallszahlengenerierung

Abstract

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Research Field

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