Strona główna Aktualności
Przyroda

Matematyka niezbędna do kodowania informacji

16.05.2017 Przyroda, Innowacje

Fot. Fotolia

Generowanie liczb losowych to problem niezwykle istotny m.in. z punktu widzenia kryptografii. Generatory liczb, powstałe w obrębie zasobów klasycznych, mogą być co najwyżej pseudolosowe. Nad poprawą losowości pracują fizycy kwantowi i matematycy, w tym dr Hanna Wojewódka z Instytutu Matematyki Uniwersytetu Śląskiego.

Jak tłumaczy dr Wojewódka, generatory liczb całkowicie losowych są już dostępne komercyjnie. Jednak kupujący nie mają pewności, że nabyte urządzenia rzeczywiście działają zgodnie z ich specyfikacją. Urządzenia wymagają testów. W tym celu matematycy stosują obliczenia oparte o tzw. nierówności Bella. Pozwalają one potwierdzić obecność kwantowych korelacji. To właśnie te powiązania opisane przez fizykę kwantową pozwalają na tworzenie urządzeń najlepiej kodujących informacje.

 

Laureatka wyróżnienia przekonuje, że „wzmacnianie” losowości źródeł, a więc uniezależnianie ich od innych zmiennych, mogących się znaleźć w rękach osób trzecich, ma wiele zastosowań w życiu codziennym.

 

„Wyobraźmy sobie, że chcemy zrealizować przelew bankowy i w tym celu korzystamy z jednorazowego hasła, otrzymanego w wiadomości SMS. Ufamy, że ciąg liczb, który tworzy hasło, jest losowy z punktu widzenia osoby niepowołanej. Banki nie mogą sobie pozwolić na to, by taka osoba była w stanie samodzielnie wygenerować hasła do dalszych przelewów z naszego konta” - mówi dr Wojewódka.

 

Badaczka podaje też inny przykład, który ilustruje, dlaczego ważne jest zagadnienie poprawy losowości źródeł.

 

„Załóżmy, że dane jest pewne źródło generujące bity. Dzieje się to w taki sposób, że nikt nie może ze stuprocentową pewnością przewidzieć wartości kolejnego bitu, nawet gdy zna wartości poprzednie. Źródło wykazuje więc częściową losowość. Nie mamy jednak gwarancji, że niepowołane osoby nie posiadają pewnej wiedzy o tym źródle. Problem, nad którym pracujemy, polega przekształcaniu ciągów częściowo losowych liczb w taki sposób, by stały się one w pełni losowe z punktu widzenia osoby niepowołanej” - tłumaczy.

 

Naukowcy związani z Krajowym Centrum Informatyki Kwantowej w Gdańsku, w tym dr Wojewódka, we współpracy z naukowcem z USA, zaproponowali protokoły generujące całkowicie losowe bity z pewnych słabo losowych źródeł i wykazali ich bezpieczeństwo. Mają one szansę na praktyczną implementację. Są odporne na szum, to znaczy, że tolerują pewien poziom błędu pomiaru. Ponadto, korzystają tylko ze skończonej liczby urządzeń.

 

„Teoria informacji kwantowej to młoda, interdyscyplinarna dziedzina nauki, która dynamicznie się rozwija. Intuicje fizyków wyznaczyły kierunek badań, ale dopiero precyzyjnie sformułowane założenia i dokładne dowody matematyczne pozwoliły je ukończyć. Właśnie dlatego rola matematyka okazała się niezwykle istotna w realizacji projektu” - wyjaśnia rozmówczyni PAP.

 

Przez ostatnie lata dr Wojewódka pracowała równolegle nad problemem generacji losowości oraz nad badaniem układów, opisujących proces podziału komórki. Badaczka analizowała uogólniony model cyklu komórkowego, opisany za pomocą takiego układu.

 

„Otrzymane wyniki są ciekawe nie tylko z punktu widzenia matematyki, ale i biologii, która była inspiracją do podjętych badań. W czerwcu rozpoczniemy nowy projekt badawczy, którego celem jest charakterystyka ewolucji losowych układów dynamicznych inspirowanych modelami sieci metabolicznych” - zapowiada dr Wojewódka.

 

Stypendium im. Barbary Skargi przyznawane w ramach programu START Fundacji na rzecz Nauki Polskiej może otrzymać osoba, której badania wyróżniają się odważnym przekraczaniem granic pomiędzy różnymi dziedzinami nauki, otwierają nowe perspektywy badawcze i tworzą nowe wartości w nauce. Dr Hanna Wojewódka otrzymała 36 tys. zł.

 

PAP – Nauka w Polsce, Karolina Duszczyk

 

ekr/

Tagi: , kryptografia
Podziel się
Ocena: 0 głosów

Logowanie



Nie pamiętam hasła

Rejestracja

Komentarze: 0
Skomentuj Zobacz wszystkie  

Uwaga Redakcje!

Wszelkie materiały PAP (w szczególności depesze, zdjęcia, grafiki, pliki video) zamieszczone w serwisie "Nauka w Polsce" chronione są przepisami ustawy z dnia 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych oraz ustawy z dnia 27 lipca 2001 r. o ochronie baz danych.

 

PAP S.A. zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: www.naukawpolsce.pap.pl a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - www.naukawpolsce.pap.pl. W przypadku portali społecznościowych prosimy o umieszczenie jedynie tytułu i leadu naszej depeszy z linkiem prowadzącym do treści artykułu na naszej stronie, podobnie jak to jest na naszym profilu facebookowym. 

 

Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów video.

 

Informacje tekstowe z kategorii "Świat" można pozyskać odpłatnie abonując Serwis Nauka i Zdrowie PAP. Serwis ten zawiera ponadto wiele innych najnowszych doniesień naukowych z zagranicy oraz materiałów dotyczących szeroko rozumianej problematyki zdrowotnej. 

 

Informacje na temat warunków umowy można uzyskać w Dziale Sprzedaży i Obsługi Klienta PAP, tel.: (+48 22) 509 22 25, e-mail:  pap@pap.pl

 

Informacje o przedruku artykułów z Serwisu Nauka w Polsce, prośby o patronaty medialne, informacje o prowadzonych badaniach, organizowanych konferencjach itd., prosimy przesyłać na adres: naukawpolsce@pap.pl

 

 

Najpopularniejsze materiały

więcej

Książka

"Bagdad. Miasto pokoju, miasto krwi" - różne oblicza irackiego miasta "Bagdad. Miasto pokoju, miasto krwi" - różne oblicza irackiego miasta

Intelektualny i naukowy motor świata, a przy tym miasto, które imponowało przepięknymi i mądrze zorganizowanymi rozwiązaniami architektonicznymi... Opinię godną starożytnej Aleksandrii czy mitycznej Atlantydy miał ponad tysiąc lat temu Bagdad, dziś kojarzony z chaosem i zamachami.

Więcej

Myśl na dziś

Nauka w szkołach powinna być prowadzona w taki sposób, aby uczniowie uważali ją za cenny dar, a nie za ciężki obowiązek
Albert Einstein

Nasz blog

Rektorzy, naukowcy! Doceńcie rolę popularyzacji! Rektorzy, naukowcy! Doceńcie rolę popularyzacji!

Rola komunikacji naukowej na polskich uczelniach wciąż nie jest dostatecznie doceniona. Ani przez naukowców, ani przez władze uczelni. Zdawałoby się, że prezentowanie osiągnięć naukowców to zadanie biur prasowych. Te jednak często mają ustalone zupełnie inne priorytety.

Więcej

Tagi

-->