Истинный ГСЧ (True RNG, TRNG)

[Balthazar]

После какого-то предела это несомненно будет наблюдаться, ибо на гашение разряда и зарядку обкладок нужно конечное время. Вопрос только в том, каков должен быть для этого уровень фона... В принципе, не должно представлять большой проблемы это посчитать.

Попытки же проверки "в лоб" на прочность с помощью торированных сеток, урановой посуды и америциевых источников показали, что пара достаточно тормозных СБМ-20 дает вполне качественую энтропию на скоростях вплоть до 10 тысяч имп./мин каждый. То есть, при фоне около 70 uSv/h.

Но в целом согласен, газовые счётчики ГМ на поэкспериментировать сойдут. Сцинт уже для коммерческой энтропии

Ну, при 60 uSv/h пара СБМ-20 легко дает поток со скоростью 80-100 бит/с...

https://www.youtube.com/watch?v=bmK_MVnli7c

Что вполне достаточно несильно шустрому юзеру для создания ключей, подписей или же просто фонового пополнения пула энтропии системного ГПСЧ.

Позже попробую подраконить их более мощным источником, и посмотрим экспериментально, на каком фоне импульсы начнут сливаться.

P.S. В оригинальном посте-предложении как раз о сцинтилляторе речь и шла, так что рано или поздно возьму поэкспериментировать.

[1714514752]

1714514752

[1714514752]

1714514752

[1714514752]

1714514752

[1714514752]

1714514752

[Balthazar]

Затарился про запас

Фотопортрет:



Экспресс-тест гамма-фона после надругательства:



Гамма слабенькая, но по альфе там будет далеко за пределами счетных возможностей регистрирующего контура и распика. Ведь при подключении через аудиотракт будет ограничение сверху 48кГц, через GPIO и того меньше. Так что, наверняка, все пять источников параллельно мерить одним детектором не будем.

На следующей неделе буду экспериментировать, а пока времени маловато.

[Balthazar]

Насчет подключения через микрофонный вход... Преимуществ такой подход имеет кучу, всё же.

• Не нужно согласовывать уровни;
• Быстрее GPIO;
• Не нужны какие-либо дополнительные привилегии, достаточно доступа к звуковой карте;
• Универсально, т.к. можно завести хоть на смартфоне.

Набросал простенький пример, срабатывания счетчика обнаруживаем как нулевое значение амплитуды.

https://github.com/CryptoManiac/rng/blob/master/rng_pcm.c

Туповато, но работает.

http://www.youtube.com/watch?v=pBdqaxtJFHQ

Code:

root@Cubian:~# ent out.bin
Entropy = 7.974489 bits per byte.

Optimum compression would reduce the size
of this 7426 byte file by 0 percent.

Chi square distribution for 7426 samples is 261.65, and randomly
would exceed this value 50.00 percent of the times.

Arithmetic mean value of data bytes is 126.3569 (127.5 = random).
Monte Carlo value for Pi is 3.133387227 (error 0.26 percent).
Serial correlation coefficient is 0.017859 (totally uncorrelated = 0.0).
root@Cubian:~#

[Balthazar]

Ах да, забыл выложить пример получающегося WAV потока:

https://drive.google.com/file/d/0B4cZ4tPn0KAtVVhoTldlQkg4bFk/view?usp=sharing

Собственно, его можно cat'ом скормить программке из моего репозитория и посмотреть, как она его обработает.

[icreator]

да нет - просто сфотал на сотик что аод ногами и картингу в SHA256 кидай

[Balthazar]

да нет - просто сфотал на сотик что аод ногами и картингу в SHA256 кидай

Не пройдет ни одного статистического теста.

[Balthazar]

https://github.com/CryptoManiac/rng

• Реализовал более-менее нормальную обработку сэмплов, поддерживается только одноканальный и 16-битный PCM с частотой дискретизации 48кГц;
• Добавил тестовые данные и лог их обработки.

[Alex AXe]

Честно говоря, всю тему не читал, но идея замечательна!

(возбуждать счетчик от источника гамма-ИИ просьба не предлагать, чтобы не иметь проблем со здоровьем и законом).

или переход на трубку со слюдяным окном, чувствительную к альфа-излучению от какого-нибудь легального источника.

Ну, в любом случае, все то, что излучает альфу, будет излучать (пусть немного) и гамму: ведь ядро всегда после вылета альфа-частицы будет в возбужденном состоянии, а сбрасывается это возбуждение почти всегда испусканием гамма-квантов. Так что если есть возможность найти легальный источник альфы -лепим его прямо к трубке и вуаля!!!

Еще как вариант (даже более простой) -найти легальный источник гаммы. Естественно, он будет слабым, но его можно взять много. Например, хорошо подойдет природный калий-40. Засовываем трубку в банку со, скажем, хлоридом калия (конечно, подойдут и другие его соединения) -и опять таки профит. Килограмм хлорида калия даст около 17000 беккерелей. Т.е. 17000 распадов в секунду. Часть испущенных частиц обязательно пролетит через трубку.

UPD ага, прочитал, источниками ты уже запасся. Но просто ради любопытства попробуй очень дешевый и не вызывающий подозрений калий. Думаю, проще всего его купить как удобрение в каких-нибудь магазинах для садоводов и любителей цветов.

[Balthazar]

Не загрязненный другими нуклидами полоний-210 гамма-счетчиками не обнаруживается. Плутоний-239 из РИД-6М тоже не обнаруживается гамма-счетчиками, судя по недавно проведенному эксперименту. Гамма там несомненно есть в каком-то проценте распадов, но она низкоэнергетическая и квантов очень мало, а посему газоразрядные счетчики её не видят. Уж если тонких стенок счетчика хватает для поглощения, то в поглощении квантов мебелью/стенами/одеждой можно и вовсе не сомневаться.

Но естественно, отсутствие гамма-излучения от самих ядер не исключает вероятности возникновения тормозного излучения.

Ну, в любом случае, все то, что излучает альфу, будет излучать (пусть немного) и гамму

А это зависит от конкретного ядра уже.

Если вылета одной лишь альфа-частицы достаточно для того, чтобы ядро после этого оказалось в основном состоянии, то никакой гаммы не будет в почти 100% случаев. Если после этого останется соответствующее переходам между уровнями возбуждения количество энергии, то ядро будет избавляться от него и способы избавления от него могут быть самыми разными. Если перейти в основное состояние излучением кванта не выходит по причине невозможности излучения этого-самого кванта, то могут происходить уже и совсем интересные вещи. Начиная с излучения нейтронов и вплоть до развала ядра.  

Если же и эти процессы подавлены конфигурацией ядра, то распад возбужденного состояния может растянуться на неопределенно долгое время. В таких случаях возбужденное состояние ядра может быть даже более стабильным, чем основное, каким бы несуразным это ни казалось с первого взгляда. Такое явление не является редкостью и в природе наблюдается, см. ^180mTa vs. ¹⁸⁰Ta.

Килограмм хлорида калия даст около 17000 беккерелей. Т.е. 17000 распадов в секунду. Часть испущенных частиц обязательно пролетит через трубку.

Вот как раз в этом и проблема с калием... Бета низкоэнергетическая и тот же СБМ-20 её просто не видит, нужны счетчики типа СИ-8Б или что-то другое на слюде. А это уже более хрупко и менее компактно. Это даже если забыть о том, что килограмм хлорида калия менее компактен сам по себе.

Куда как проще купить на ибее детектор дыма, контрольный источник с разрешенной активностью либо просто у геологов/минералогов-любителей взять кусочек отенита... Будет компактно, дешево и достаточно производительно. Можно будет даже засунуть в маленький корпус и подключать к мобильному устройству, не таская с собой мешок удобрений.

[needbmw]

Гамма там несомненно есть в каком-то проценте распадов, но она низкоэнергетическая и квантов очень мало, а посему газоразрядные счетчики её не видят. Уж если тонких стенок счетчика хватает для поглощения, то в поглощении квантов мебелью/стенами/одеждой можно и вовсе не сомневаться.

тонкие стенки + свинцовая фольга если речь о СБМ-20
но учитывая что даже СБТ-11 (со слюдяным окном) с бумажкой между окном и ИИ тоже показывает фоновые значения - гаммы там нет

[Alex AXe]

Как мне сказал по итогам давнего спора один физик: если есть альфа, то гамма есть всегда! Я как раз утверждал что случаи ожога кожи при работе с альфа-источниками без перчаток были вызваны альфой, он же резонно замечал, что альфа-частицы просто не смогут добраться до делящегося эпителия и это делает пусть и весьма низкоэнергетичная (ЕМНИП у полония-210 она порядка всего лишь 6 КэВ - даже не гамма, а довольно мягкий рентген, и очень немного более энергичной - но тут я могу ошибиться, цифр не помню), но гамма.
То, что большинство счетчиков ее не видят, еще не говорит о том, что ее нет.

Впрочем, нас интересует как раз то, что счетчики фиксируют. И тут с калием меня действительно сегодня ожидал облом. Я предполагал, что превращаясь в аргон (превращение в кальций мне не интересно -и так ясно, что там только бета) он испускает позитроны, а стало быть можно будет наблюдать аннигиляционные гамма-кванты. А он, зараза практически всегда при этом испытывает к-захват. И стало быть, никаких позитронов не испускает. Вообще нихрена не испускает, кроме нейтрино. Ну а их детекторы точно не заметят.
Испускает позитроны только в одном случае из сотен тысяч. Значит, килограммом не отделаешься. Нужна тонна, что превращает всю затею в бред.
Разве что брать бета-чувствительный детектор. Там калий будет рулить. И я бы не сказал, что его бета такая уж мягкая. Вполне приличная энергия у нее, в отличие от того же трития.

[Balthazar]

Как мне сказал по итогам давнего спора один физик: если есть альфа, то гамма есть всегда!

Спорное утверждение, Бор был бы очень недоволен.

Ладно, закончу сей спор с ним заочно за тебя

Полоний-210 в ничтожном проценте случаев распада действительно излучает гамма-кванты с энергией 803 КэВ. Однако, их настолько мало, что обнаружить можно лишь в случае большой активности, либо с использованием сцинтилляционного детектора. Наблюдаемые же в конкретном случае ~6 КэВ кванты вовсе не обязаны быть гаммой, скорее всего это обычное тормозное излучение без всякой мистики. Понятно, что для получившего лучевые ожоги нет разницы, но она есть и она принципиальна. Например, в том плане, что интенсивность тормозного излучения будет зависеть от материала, из которого сделана матрица источника. И можно подобрать такой материал, который вообще не будет давать тормозного излучения.

и это делает пусть и весьма низкоэнергетичная (ЕМНИП у полония-210 она порядка всего лишь 6 КэВ - даже не гамма, а довольно мягкий рентген, и очень немного более энергичной - но тут я могу ошибиться, цифр не помню), но гамма.

Есть несколько проблем:

1. Практика показывает, что перчаток достаточно для защиты.
2. Перчатки для ренгеновского излучения прозрачны или полупрозрачны, насколько бы низкой энергией оно ни обладало. Следовательно, от ожогов ренгеновским излучением они не спасут. Не рассматриваем перчатки из толстой ткани со свинцом, конечно, они вне конкурса.
3. Счетчики со слюдяным окном видят даже ультрафиолет, что является легко проверяемым фактом. Так что трудно поверить в их неспособность увидеть гамму/ренген 6 КэВ.

Все это подводит нас к следующим выводам... Во-первых, гамма или ренгеновское излучения не имеют никакого отношения к этиологии данных ожогов, а во-вторых их там попросту нет в сколько-либо измеряемых слюдяным счетчиком мощностях дозы.

Косвенно это подтверждается тем, как выглядят настоящие ожоги ренгеновским излучением с энергией 6 КэВ. Практика знает гениев, которые собирали генераторы низкоэнергетического ренгеновского излучения и совали под него пальцы... Был даже онлайн-отчет от сделавшего это гражданина на форуме радиолюбителей, помню как смеялся над его "гениальностью". Смешного мало, конечно, но все равно смешно.

что альфа-частицы просто не смогут добраться до делящегося эпителия

Толщина слоя ороговевших клеток составляет от 10 до 40 μm. В то же время, длина пробега альфа-частицы с энергией 4-6 МэВ для биологической ткани составляет 30-60 μm. Так что могут, и добираются вполне успешно.

Вполне приличная энергия у нее, в отличие от того же трития.

Ну тут я действительно "слегка" приуменьшил... В 5-6 раз меньше, чем у продуктов распада тория, но если не сравнивать с ними то конечно не мягкая.

Разве что брать бета-чувствительный детектор. Там калий будет рулить.

Килограмм хлорида калия дает примерно 16-20 импульсов в секунду на СИ8Б. Если взять более дорогой счетчик вроде Бета-2-1, то может получиться веселее, но встает вопрос финансовый...

[Alex AXe]

Да, возможно, в том споре был прав как раз я... Ну да ладно.

А что так слабо с СИ8Б выходит?  Хотя... Там, похоже, много беты просто не может выбраться из толщи самого хлорида калия. 

PS Что лучше взять CИ8Б или СБТ10? У нас одинаково стоят оба.

[Balthazar]

Если цена одинаковая, то я бы взял СИ8Б.  

А что так слабо с СИ8Б выходит?   Хотя... Там, похоже, много беты просто не может выбраться из толщи самого хлорида калия.  

То что задерживается это несомненно, однако же я протупил. 16-17 импульсов в секунду, а не 20 в минуту, то есть намного веселее. 20 в минуту это результат на счетчике с металлическими стенками, который ничего не увидел.

[Alex AXe]

Если цена одинаковая, то я бы взял СИ8Б.  

А почему? Посмотрел - СБТ10 тоже вроде как неплох. Тем более, он не использованный, а СИ8Б - б/у.

То что задерживается это несомненно, однако же я протупил. 16-17 импульсов в секунду, а не 20 в минуту, то есть намного веселее.

А, ну вот это уже нормально.

[Balthazar]

У СИ8Б чувствительность немного больше, если ничего не путаю.

Б/У или новый тут мало что определяет, среди новых тоже без проблем может попасться дохлый, ведь девайсы же не вчерашнего выпуска...

[Grumlin]

кто подскажет мне, как мне проверить ГСЧ на своем i5? как мне сделать файл и проверить его таким же способом как и вы?

[fruit]

кто подскажет мне, как мне проверить ГСЧ на своем i5? как мне сделать файл и проверить его таким же способом как и вы?

dd if=/dev/urandom bs=1 count=64000 of=out.bin
конвертируем в картинку:
cat out.bin | convert -depth 8 -size 320x200+0 gray:- out.png

P.S.:
https://ru.wikipedia.org/?title=/dev/random_и_/dev/urandom

/dev/random и /dev/urandom — специальные символьные псевдоустройства в некоторых UNIX-подобных системах, впервые появившиеся в ядре Linux версии 1.3.30. Они предоставляют интерфейс к системному генератору случайных чисел, который выводит шумы из драйверов устройств и других источников в «хаотичный» пул (англ. entropy pool). Генератор также сохраняет необходимое количество битов шума в этом пуле и формирует из него случайные числа.

При чтении данных в устройстве /dev/random создаются только случайные байты, состоящие из битов шума «хаотичного» пула. Устройство /dev/random может быть необходимо пользователям, которые требуют очень высокого коэффициента случайности, например, при создании ключа доступа и т. п. Если «хаотичный» пул опустел, чтение /dev/random блокируется, пока необходимое количество битов в пуле не будет создано.

Чтение данных устройства /dev/urandom возвратит столько байтов, сколько было запрошено. В результате, если в пуле было недостаточно битов, теоретически возможно будет найти уязвимость алгоритма, использующего это устройство. Если это важно, следует использовать /dev/random.

Ноутбук RC530 на i7 (4 ядра/8 потоков ) выдаёт в "хаотичный пул" всего 270 байт (т.е. всего 2160 бит) для /dev/random

Если я всё правильно понимаю...

[needbmw]

помимо рисования картинок, для анализа энтропии можно воспользоваться утилитой ent, а для более серьезных исследований - и тестами die hard

кмк для быстрой оценки качества ГСЧ утилиты ent вполне достаточно.

[fruit]

помимо рисования картинок, для анализа энтропии можно воспользоваться утилитой ent, а для более серьезных исследований - и тестами die hard

кмк для быстрой оценки качества ГСЧ утилиты ent вполне достаточно.

Спасиб, в убунту оказывается есть фронт-енд dieharder.

dieharder -a запустить все тесты.
dieharder -l выводит список тестов из текущего снапшота DieHarder.
dieharder -d 0 выбрать тест из команды выше (Diehard Birthdays Test).

stargate@warp:~$ dieharder -l
#=============================================================================#
#            dieharder version 3.31.1 Copyright 2003 Robert G. Brown          #
#=============================================================================#
Installed dieharder tests:
 Test Number                         Test Name                Test Reliability
===============================================================================
  -d 0                            Diehard Birthdays Test              Good
  -d 1                               Diehard OPERM5 Test              Good
  -d 2                    Diehard 32x32 Binary Rank Test              Good
  -d 3                      Diehard 6x8 Binary Rank Test              Good
  -d 4                            Diehard Bitstream Test              Good
  -d 5                                      Diehard OPSO           Suspect
  -d 6                                 Diehard OQSO Test           Suspect
  -d 7                                  Diehard DNA Test           Suspect
  -d 8                Diehard Count the 1s (stream) Test              Good
  -d 9                  Diehard Count the 1s Test (byte)              Good
  -d 10                         Diehard Parking Lot Test              Good
  -d 11         Diehard Minimum Distance (2d Circle) Test             Good
  -d 12         Diehard 3d Sphere (Minimum Distance) Test             Good
  -d 13                             Diehard Squeeze Test              Good
  -d 14                                Diehard Sums Test        Do Not Use
  -d 15                                Diehard Runs Test              Good
  -d 16                               Diehard Craps Test              Good
  -d 17                     Marsaglia and Tsang GCD Test              Good
  -d 100                                STS Monobit Test              Good
  -d 101                                   STS Runs Test              Good
  -d 102                   STS Serial Test (Generalized)              Good
  -d 200                       RGB Bit Distribution Test              Good
  -d 201           RGB Generalized Minimum Distance Test              Good
  -d 202                           RGB Permutations Test              Good
  -d 203                             RGB Lagged Sum Test              Good
  -d 204                RGB Kolmogorov-Smirnov Test Test              Good
  -d 205                               Byte Distribution              Good
  -d 206                                         DAB DCT              Good
  -d 207                              DAB Fill Tree Test              Good
  -d 208                            DAB Fill Tree 2 Test              Good
  -d 209                              DAB Monobit 2 Test              Good
stargate@warp:~$

Только, что со значениями тестов делать?
Можно поподробней, практический пример и выводы из него?
В предыдущем посте картинку вывел и визуально понятно, а тут что?