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捣练子·寻找真随机数
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【文学习作(12)】
捣练子·寻找真随机数
伍加，2011年12月2日，周五
用公共网络传输重要信息时有各种风险，比如信息丢失、泄密、内容被篡改等等。实现信息安全和保密的重要方法就是“加密”，发送方利用密钥对信息进行变换处理，产生的密文看上去是一团乱码，无人读懂。而接收方使用相应的密钥对密文进行解密之后，就还原出可读的原始信息。常用的加密算法有对称加密和非对称加密 两大类，比如常见的 DES 属于对称加密算法，而 RSA 属于非对称加密算法，又称为公开密钥算法。但是，这些常见的加密算法都有自身的缺陷，无论使用的密钥有多长，加密算法有多强，理论上都是可以破译的。迄今 为止，只有一种加密算法在理论上被证明是“牢不可破”的，这就是所谓的“独码”（One-time Pad）。独码的安全性基于三个条件：
- 密钥只能使用一次，用完作废，绝不能重复使用。
- 密钥的长度与发送的信息长度相等，这就要求密钥空间足够大。
- 密钥必须是真正随机产生的。
要同时满足以上三条并非易事，因为迄今为止计算机生成的所谓“随机数”都是“伪随机数”，都不是真正具备统计随机特性的数字。现代电子计算机本质上就是有穷状态机，而任何有穷状态机都不能产生真正的随机数。
于是真正的随机数只能在物理世界里寻找，比如赌博中使用的数字轮盘，掷钱币、扔骰子等等。但是经典力学不存在真正的随机性，就拿掷骰子来说，如果骰子的形 状、重量、高度、角度等初始条件完全确定后，根据经典物理学定律，骰子落地后的点数是可以精确计算出来的。换句话说，真正的“高手”在掷骰子时总能够得到 他所想要的点数。
后来，科学家们就把目光投向量子世界，希望通过量子物理学中的“不可测理论”来寻找真正的随机数。去年 Pironio 等人利用“纠缠粒子”的随机性和非局域性，提出了产生真随机数的一种方法。最近，加拿大渥太华的物理学家 Ben Sussman 利用激光脉冲和钻石产生了真随机数。他的方法是使用持续几万亿分之一秒的激光脉冲照射钻石，激光进入和出来的方向会发生变化，而这种变化与量子真空涨缩的相互作用有关。根据量子力学的理论，这种量子真空变化是不可预测的，因而这是产生真随机数的又一种新方法。
由此可见，科学研究和技术发展处在不断创新和发展的进程之中，旧的问题解决了，又会出现新的问题；新的课题又会激发科研人员的创造力，寻找出更新的解决方法。这个循环往复的过程无穷无尽，至少要和人类在宇宙中存在的时间一样长。有感于此，今天尝试用捣练子这个简单词谱练习填词；捣练子的词谱和词例如下：
词谱 例子 （李煜）
平仄仄（句） 深院静，
仄平平（韵） 小庭空，
（仄）仄平平（仄）仄平（韵） 断续寒砧断续风。
（平）仄（仄）平平仄仄（句） 无奈夜长人不寐，
（仄）平（平）仄仄平平（韵） 数声和月到帘栊。
下面是一篇小习作，敬请批评：
加密钥，
重随机，
数据安全最冀期。
经典物学无处觅，
激光电脉照金霓。
伍加，2011年12月2日，周五
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