Στο λόμπι των γραφείων της Cloudflare στο Σαν Φρανσίσκο υπάρχει ένας τοίχος με λάμπες λάβας. Μια κάμερα τον κοιτάζει συνεχώς και η εικόνα που καταγράφει χρησιμοποιείται ως πηγή τυχαιότητας για την κρυπτογράφηση. Η εταιρεία τον παρουσίασε το 2017 με το όνομα LavaRand και εξήγησε τον σκοπό και τον τρόπο λειτουργίας του.
Γιατί ένας υπολογιστής δυσκολεύεται να είναι τυχαίος
Η κρυπτογράφηση στο διαδίκτυο χρειάζεται αριθμούς που κανείς δεν μπορεί να προβλέψει, για παράδειγμα για τη δημιουργία κλειδιών. Ένας υπολογιστής όμως ακολουθεί οδηγίες και δεν μπορεί, από μόνος του, να παράγει τυχαιότητα από το τίποτα. Τα συστήματα χρησιμοποιούν γεννήτριες ψευδοτυχαίων αριθμών, που ξεκινούν από μια αρχική τιμή και επεκτείνουν τη «τυχαιότητά» της. Αν η αρχική τιμή είναι προβλέψιμη, είναι και το αποτέλεσμα. Γι’ αυτό χρειάζεται μια πηγή εντροπίας, δηλαδή απρόβλεπτων δεδομένων από τον φυσικό κόσμο.
Πώς δουλεύει το LavaRand
Σύμφωνα με τα άρθρα της Cloudflare, η κάμερα στο λόμπι παίρνει εντροπία τόσο από την εικόνα των λαμπτήρων όσο και από τον τυχαίο θόρυβο στους φωτοϋποδοχείς της ίδιας της κάμερας. Η εικόνα, που στον υπολογιστή είναι ένας πολύ μεγάλος αριθμός, δίνεται ως είσοδος σε γεννήτρια ψευδοτυχαίων αριθμών, η οποία παράγει ροή τυχαίων τιμών. Η ροή αυτή αναμειγνύεται με την εντροπία που παράγει το ίδιο το σύστημα του διακομιστή και στη συνέχεια διανέμεται, μέσω κρυπτογραφημένης σύνδεσης, στα μηχανήματα των κέντρων δεδομένων της εταιρείας. Εκεί γράφεται στο /dev/random των συστημάτων Linux, όπου αναμειγνύεται με την τοπική εντροπία του καθενός. Κάθε μηχάνημα συνεχίζει έτσι να έχει και τη δική του εντροπία, και ο τοίχος δεν αντικαθιστά τις υπάρχουσες πηγές, τις ενισχύει.
Για να δείξει το μέγεθος, η εταιρεία κάνει μια συντηρητική εκτίμηση: αν η κάμερα είχε ανάλυση μόλις 100 επί 100 εικονοστοιχεία με τρία χρώματα το καθένα, η εικόνα θα έδινε 30.000 bits εντροπίας. Η ίδια σημειώνει ότι στην πραγματικότητα είναι πολύ περισσότερα.
Από πού προέρχεται η ιδέα
Η Cloudflare γράφει ότι το σύστημα εμπνεύστηκε από ένα παρόμοιο που πρότεινε και έχτισε η Silicon Graphics και κατοχυρώθηκε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας το 1996, το οποίο έχει πλέον λήξει.
Τι δεν λέει η ιστορία
Συχνά περιγράφεται σαν να κρατούν οι λάμπες λάβας μόνες τους ασφαλές το διαδίκτυο. Δεν είναι έτσι. Οι λάμπες είναι μία από πολλές πηγές και η Cloudflare τις παρουσιάζει ως συμπληρωματική, μαζί με την εντροπία των ίδιων των μηχανημάτων. Ούτε υπάρχει στα άρθρα της εταιρείας αριθμός για το πόσες λάμπες έχει ο τοίχος· διαφορετικά δημοσιεύματα γράφουν διαφορετικά νούμερα και γι’ αυτό δεν τα αναφέρουμε. Η χρησιμότητα της ιδέας είναι ότι ένα φυσικό σύστημα, που δύσκολα προβλέπεται ή επαναλαμβάνεται, προσθέτει στην υπάρχουσα τυχαιότητα ένα στοιχείο που δεν βρίσκεται στο λογισμικό.
