在瑞典林雪平大學開發的一種新型加密隨機數發生器的幫助下，數字信息交換可以變得更安全、更便宜、更環保。這項研究背後的研究人員認為，新技術為新型量子通信鋪平了道路。

基於過氧化物發光二極管的量子隨機數生成。資料來源：Magnus Johansson

在一個聯繫日益緊密的世界裡，網絡安全變得越來越重要，不僅要保護個人，還要保護國家基礎設施和銀行系統等。與此同時，黑客和試圖保護信息的人之間的競爭也在持續進行。加密仍然是保護信息的主要策略。因此，在發送電子郵件、網上購物或支付賬單時，我們的數據都經過了數字加密。

基於過氧化物發光二極管的量子隨機數生成。博士生Joakim Argillander 和Alvaro Alarcón 在實驗室。圖片來源：Magnus Johansson

量子隨機數發生器的作用

隨機數發生器可以是計算機軟件，也可以是硬件，它們在加密中發揮著關鍵作用。這些生成器提供關鍵密鑰，用於在接收端加密和解鎖信息。

不同類型的隨機數發生器提供不同程度的隨機性，因此安全性也不同。硬件是更安全的選擇，因為隨機性是由物理過程控制的。而提供最佳隨機性的硬件方法是基於量子現象的，研究人員稱之為量子隨機數發生器（QRNG）。

“在密碼學中，數字的隨機性不僅重要，而且只有你一個人知道。有了QRNG，我們就能證明所生成的大量比特是私有的，因此是完全安全的。林雪平大學電子工程系研究員吉列爾梅-B-澤維爾（Guilherme B. Xavier）說：”如果量子物理定律是正確的，那麼就不可能在不被收件人發現的情況下進行竊聽。

瑞典林雪平大學副教授Guilherme B. Xavier。資料來源：Magnus Johansson

QRNG 的創新：過氧化物的優勢

他的研究小組與物理、化學和生物系（IFM）的研究人員共同開發了一種新型QRNG，不僅可用於加密，還可用於博彩和計算機模擬。林雪平研究人員的QRNG 的新特點是使用了由類晶材料過氧化物製成的發光二極管。

他們的隨機數發生器是目前生產的最好的隨機數發生器之一，與同類產品相比毫不遜色。得益於透輝石的特性，它有可能更便宜、更環保。

高鋒是IFM 的教授，十多年來一直在研究過氧化物晶體。他認為，最近開發的包晶發光二極管（PeLED）意味著有機會徹底改變光學儀器等領域。

“例如，使用傳統激光器進行QRNG 是可行的，但價格昂貴。如果這項技術最終要應用到消費電子產品中，那麼降低成本和盡可能環保的生產方式就顯得尤為重要。此外，PeLED 的運行不需要那麼多能源，”高鋒說。

高鋒，瑞典林雪平大學教授。圖片來源：Magnus Johansson

未來展望與發展

下一步是進一步開發這種材料，使包晶石無鉛化，並延長其使用壽命，目前的使用壽命為22 天。Guilherme B. Xavier 認為，他們的新型QRNG 可在五年內用於網絡安全領域。

“如果用於敏感數據的電子元件是在瑞典製造的，這將是一個優勢。如果你從其他國家購買一套完整的隨機性發生器，你就不能確保它沒有受到監控。”