レーザーカオスによる高速物理乱数生成

oddmake 曰く、

内田淳史工学博士（現・埼玉大学准教授）は、拓殖大学電子システム工学科の研究者らおよびNTTコミュニケーション科学基礎研究所のPeter Davisとともに半導体レーザーにおけるカオス現象の研究を行い、2台の半導体レーザー発振装置から従来の物理乱数発生装置をはるかに上回る1.7Gbpsの世界最高の発生レートで乱数を生成できることを示し、Nature Photonicsに発表した(asahi.com記事、abstract)。

ところで内田淳史准教授の研究テーマとその意気込みについては本人の研究内容紹介ページや
埼玉県経営者協会の会報埼経協ニュースへの投稿(PDF)でも知ることができる。今回の研究も感銘を受けるが、これ以上の成果が出てくるのかと、この分野にはなかなか期待してしまう。

カオスは決定論的な現象だが

[Anonymous Coward]

asahi.comを読むと物理現象に依存した非決定論的な乱数のようにも見えるし、研究内容を読むと暗号にも使えるような決定論的な乱数のようにも見えるし。どっちなんだろう？それともどちらでも作れるってことなのかな？

Re:カオスは決定論的な現象だが

[Anonymous Coward]

物理現象に則って副次的に得られる乱数が全く予測できないのであれば、その乱数自体は非決定論に基づいた数値群になります。
そのような乱数であっても、生成された値をファイルなどに記録して、保存された一連の形になれば、それは決定された数値群になります。
ようするに今後新たに作られる乱数は解らなくても、過去に作られた乱数は解るわけです。
そして、暗号に用いるのは後者です。
つまり、あくまでも生成される乱数自体は非決定であり、暗号に用いる際に「あえて決定してしまう」ことで活用するということです。

Re:カオスは決定論的な現象だが

[Anonymous Coward]

物理乱数の需要ってのは結構あって生成が遅いのがネックになっているわけ
というわけで全然くだらなくなんてありません
確立された研究分野の一つです

ちなみに物理乱数は統計数理研究所乱 数取得サービス [ism.ac.jp]で取得可能です

Re:

[Anonymous Coward]

> 物理乱数の需要ってのは結構あって生成が遅いのがネックになっているわけ

並列に生成しちゃいかんのけ？
装置がでかくて困る？

Re:

[Anonymous Coward]

並列で実装されている装置は既にあったような
まぁ必要なところは導入しているでしょう

でも並列化による高速化と単体の高速化は話が別
CPU を並列に動かせるからって単体の CPU の高速化に意味がないわけ無いでしょう

Re:

[Anonymous Coward]

> でも並列化による高速化と単体の高速化は話が別

どう違うん？

CPUの例えは理解できぬ
疑似乱数列の生成は並列化しにくいが、物理乱数に生成にも並列化できない部分があるのけ？

Re:

[Anonymous Coward]

並列化できない部分は少ないでしょう
CPU は例が悪かった

理解できぬ なんて言わないで頑張って理解してくれ

どう違うかって 一つの目的に対するアプローチの違いでしょう
どちらが優れているというのはいろいろなファクタがあるので一概には言えないでしょう

片方が可能なら もう片方はまったく価値がないとお思いでしょうか？

Re:

[Anonymous Coward]

> どう違うかって 一つの目的に対するアプローチの違いでしょう

asahi.com> だが、従来の電子回路の熱雑音を使う市販の物理乱数生成装置は、毎秒２５６メガビット（メガは１００万）と乱数の生成速度が遅い。量子力学の不確定性を利用する方式では同４メガビット、並列にしても同１６メガビット程度と不十分だった。

とあるので並列化に何か不都合でもあるのかと思ったのです

> 片方が可能なら もう片方はまったく価値がないとお思いでしょうか？

そんなことはないですー
デバイスとアーキテクチャは両輪の輪

乱数性

[USH (8040)]

ハードで生成する乱数って、乱数性はどれくらい保証されるもんなんでしょうか?

しろうと考えで、ちょっとしたハードのずれで、やたら偏りのある
乱数とかでてしまう気がするのですが、なにかうまい補償回路のような
方法があるのでしょうか。

以前、量子論的現象を使った乱数発生ハードの話があり、
聴いた当初は、確かに原理的に完全な乱数が保証される気はしたけれど、
そもそも統計的ではなく個別の現象として
量子論的効果を安定して出せるデバイスを安定して製造できるものなのか、
疑問に思ったことがあるので。
（実はそこに再び不確定性の罠があるとか）

Re:

[Anonymous Coward]

> ハードで生成する乱数って、乱数性はどれくらい保証されるもんなんでしょうか?

下手な考え休むに似たり。

asahi.com> 商務省・国家標準技術局（ＮＩＳＴ）から認定も受けた。

Re:乱数性

[USH (8040)]

asahi.com> 商務省・国家標準技術局（ＮＩＳＴ）から認定も受けた。

原理やアルゴリズムとして、これらの認定が受けられるのは判ります。
でも、安定して所定の性能を出せるデバイスを製造するところまで含めた
認定なんでしょうか？

アルゴリズムであれば、それを実行する計算デバイスが所定の性能を持っていれば、そのアルゴリズムが乱数の数学的性質を保証できるでしょう。
計算デバイスの性能は、MIPS とか FLOPS である程度規定できそうですし、
ハード的なトラブルは別途チェックできそうな気がします。

一方、ハード込みの場合、そのハードの性能も規定されていないと、
本当に乱数になっているのか、検証が難しそうなんですが、
どうなんでしょう。特に、ハードにトラブルが生じているのかどうか、
出てくるものが乱数なだけに、どうやってチェックするのか、
興味深いところ。

この記事の技術を否定するつもりはなくて、
レーザという扱いやすい技術を使って乱数を発生できる、というのは非常に
興味深いし、将来性も感じます。でも、例えばこれを使った暗号化回路が安定し
た性能を出しているかどうかを、チェックできるのか、という点が気になる。
例えば、光軸がずれるから揺らしちゃダメ、とか、どういう制約がありそう
なのか、判るとうれしいなぁ。

# と、行ってみるだけ言って、調べない私

「これ以上の成果」

[Anonymous Coward]

研究内容紹介ページの「カオス占い [takushoku-u.ac.jp]」のことですね、わかります。

# 血液型占いよりは信用できそうだ

Re:「これ以上の成果」

[Lurch (10536)]

レーザー焼肉じゃないんですね

残念です

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惑星ケイロンまであと何マイル？

Re:「これ以上の成果」

[TarZ (28055)]

検索してみると、レーザー焼き肉にチャレンジしている人はいそうな感じですが、レーザーの波長だと肉の表面が焦げるだけでおいしい焼き肉はできないような気がするです。
調理以外の用途では、ピザをレーザーカッターで切るというネタ動画をどこかで観たことあるような気がするです。

なんつーか、カオスwww

_{（いや、その「カオス」じゃないと思うぞ…）}

質問

[kcg (26566)]

カオスに何かほかの意味があるのでしょうか？

Re:

[Anonymous Coward]

ファジィやデジタルのように一人歩きを始めて久しいと思いますが。

Re:「これ以上の成果」

[Lurch (10536)]

研究室紹介のカオス占いの隣の項目がこれでしたので
http://www.au.ics.saitama-u.ac.jp/smap/bbq.html [saitama-u.ac.jp]

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惑星ケイロンまであと何マイル？

Re:「これ以上の成果」

[e2718 (23583)]

>なんっーか

それは
「オカズ」じゃね？

Re:「これ以上の成果」

[ticky (17030)]

波長の問題で、
メーザーだったら、中まで火が通るし、
遠赤外レーザーだったら、結構深くまで行くんじゃないかなー。

Re:「これ以上の成果」

[n_ayase (36873)]

カオス占いをやってみたら「肉を食べるといい」みたいなこと言われました。
でも残念ながら家にはレーザーでお肉を焼けるような機械はありませんが。

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神社でC#.NET

Re:「これ以上の成果」

[M-FalconSky (8868)]

レーザーポップコーンなるものがあるらしいのだが、まだ未確認...

# あんまり関係ないっすね。

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M-FalconSky (暑いか寒い)

そんなに速いレートで出されたら

[Anonymous Coward]

乱数かどうか確かめようがないじゃないか

あとでゆっくり調べればいいのか

現・埼玉大学准教授

[Anonymous Coward]

”現・”を付ける必要はあるんですか？