La capacità di generare numeri casuali, e a partire da un seme che non sia possibile scoprire, è importantissima per le applicazioni crittografiche.

Nella crittografia hardware ci si basa sulla capacità di generare una serie di bit che fungano da chiave, e detta chiave è immodificabile conservata sotto forma di circuito su un chip.

Il problema è che questo sistema presenta delle falle: per esempio, usando certi sistemi è possibile leggere la chiave, oppure il variare delle condizioni ambientali dà origine a risultati diversi.

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Il processore a nanotubi di carbonio

Un gruppo di ricercatori di IBM ha scoperto come utilizzare a proprio vantaggio una delle difficoltà nella produzione deie nanotubi di carbonio.

È infatti problematico produrli: le reazioni dalle quali hanno origine creano una sorta di miscuglio di nanotubi metallici e nanotubi semiconduttori, che è difficile posizionare esattamente dove si desidera.

I ricercatori di IBM hanno così pensato di sfruttare questa casualità per la generazione delle chiavi crittografiche. Hanno sviluppato un modo per far sì che, in certe condizioni, in media la metà dei gate di un chip sia popolata di nanotubi.

Sebbene sia possibile alterare le condizioni al fine di aumentare o diminuire la porzione di chip occupata da nanotubi, è impossibile stabilire esattamente quanti gate saranno occupati. Si ottiene così un insieme di nanotubi che sono conduttivi, non conduttivi o semiconduttori secondo uno schema assolutamente casuale.

I test condotti dai ricercatori creando dei chip di prova a 64 bit hanno permesso di dimostrare la bontà dell'idea e di verificare che le chiavi di cifratura così generate non sono influenzate dall'ambiente. Non solo: il test fornito da National Institute of Standards and Technology cui è stato sottoposto il chip sperimentale ha mostrato che i bit generati sono davvero casuali.

C'è poi un altro vantaggio. L'unico modo di ottenere una copia della chiave sarebbe una "fotografia" della disposizione dei nanotubi, ma qualunque tentativo di produrne una - usando per forza di cose strumenti di imaging ad altissima risoluzione, come un microscopio elettronico - distruggerebbe il circuito.

L'intero processo sviluppato dai ricercatori si svolge a temperatura ambiente e si può facilmente integrare nei procedimenti attuali per la produzione dei chip.