Mengenal Quantum Random Number Generator (QRNG) Dalam Sistem Keamanan Komputer

 

Quantum Random Number Generator (QRNG) dan Kriptografi

Setiap kali Anda mengirim email, menghubungkan ke rekening bank Anda atau memeriksa pemeriksaan kesehatan Anda, Anda mengandalkan nomor acak untuk melindungi keamanan aktivitas online Anda. Kriptografi adalah seperangkat alat yang digunakan untuk membuat kita tetap aman saat online, dan angka acak adalah dasar pembuatan kriptografi. Dengan kata lain, jika kita tidak dapat menghasilkan angka acak yang tidak dapat diprediksi, komunikasi online yang aman tidak akan dapat dilakukan.

Meskipun ada banyak cara untuk menghasilkan "angka acak", tidak semuanya cukup baik untuk penggunaan kriptografi. Misalnya, komputer tidak dapat menghasilkan angka acak sendiri, kecuali jika kita membantu mereka dengan perangkat keras eksternal. Alasannya sederhana: komputer adalah mesin yang dirancang untuk menjalankan satu instruksi demi satu instruksi yang andal, dengan cara yang tepat diprediksi dan diulang sepenuhnya.

Dikatakan, komputer memiliki fungsi dan instruksi untuk menghasilkan apa yang disebut pseudo-random numbers (PRNGs) nomor acak semu, yang menghasilkan urutan angka dengan sifat statistik "acak" tertentu. tetapi angka acak yang dihasilkan dari PRNG benar-benar dapat diprediksi dan karenanya tidak dapat digunakan "sebagaimana adanya" untuk aplikasi kriptografi.

Cara untuk menghadirkan keacakan (atau ketidakpastian , lebih tepatnya) ke komputer untuk penggunaan kriptografi adalah melalui apa yang disebut generator bilangan acak sejati (TRNG).

Apa itu Quantum Random Number Generator (QRNG)?

Quantum Random Number Generator (QRNG) adalah teknik yang memanfaatkan sifat alamiah dunia kuantum untuk menghasilkan angka acak yang benar-benar acak. Berbeda dengan metode klasik yang bergantung pada algoritma atau perangkat keras deterministic, QRNG mengambil keuntungan dari sifat ketidakpastian dan tidak dapat diprediksi dalam mekanika kuantum untuk menghasilkan angka acak yang kuat. Hal ini menjadikan QRNG sangat relevan dalam konteks keamanan komputer dan kriptografi, dimana angka acak yang tahan terhadap prediksi sangat penting dan melindungi data dan sistem dari serangan.

QRNG memiliki berbagai manfaat penting dalam berbagai bidang, terutama dalam konteks keamanan komputer dan kriptografi. Berikut adalah beberapa manfaat utama dari QRNG:

1. Keamanan Kriptografi yang lebih kuat. Angka acak yang dihasilkan oleh QRNG sangat sulit diprediksi dan tahan terhadap serangan berbasis algoritma atau komputasi yang berusaha untuk menebak pola angka. Ini membuat ORNG ideal untuk menghasilkan kunci eknsripsi yang kuat, yang merupakan elemen kritis dalam keamanan komunikasi dan data.

2. Mencegah Pola dalam Data: angka acak yang dihasilkan oleh QRNG memiliki sifat yang tidak terduga dan acak, yang dapat menghilangkan pola dalam data. Ini penting dalam konteks analisis statistic dan pengolahan data, terutama saat pola yang dapa diidentifikasi dapat mengancam integritas atau keamanan data.

3. Pembuatan Kunci Yang Aman: QRNG dapat digunakan untuk menghasilkan kunci enkripsis yang lebih aman dalam skema kriptografi. Kunci enkripsi yang lebih aman dalam skema kriptografi. Kunci enkripsi yang kuat menjadi dasar untuk melindungi data pribadi, transaksi keuangan, komunikasi online, dan banyak lagi.

4. Deteksi Intrusi yang Lebih Baik: QRNG dapat digunakan dalam menghasilkan token atau bilangan acak untuk verifikasi dua faktor (2FA) dan multi faktor (MFA), yang dapat membantu mendeteksi upaya akses yang tidak sah atau serangan siber.

5. Pengujian Kriptografi dan protocol keamanan: QRNG dapat digunakan untuk menguji kekuatan dan ketahanan protocol kriptografi dan algoritma keamanan lainnya. dengan menguji kriptografi menggunakan angka acak yang kuat, kita dapat menemukan potensi kelemahan atau kerentanannya.

6. Penelitian dalam fisika dan ilmu pengetahuan Kuantum: QRNG juga memiliki aplikasi di bidang fisika dan ilmu pengetahuan kuantum. Membangun QRNG yang efektif dan dapat diandalkan melibatkan pemahaman mendalam tentang prinsip-prinsip meknaika kuantum, yang dapat membantu ilmuwan memahami sifat alam semesta dalam skala yang sangat kecil.

7. Aplikasi dalam permainan dan hiburan: QRNG dapat digunakan dalam aplikasi permainan dan hiburan untuk menghasilkan elemen-elemen acak yang lebih menarik dan tidak dapat diprediksi, seperti dalam pembangkitan peta atau karakter dalam permainan.

8. Keamanan Sistem Terbenam (Embedded Systemz): QRNG dapat digunakan dalam sistem terbenam yang memerlukan angka acak, seperti perangkat IoT (Internet Of Things), sensor, dan control industri.

9. Pengujian Keacakan dalam Algoritma dan Model Komputasi: QRNG dapat digunakan untuk menguji sejauh mana suatu algoritma atau model komputasi dapat menghasilkan hasil yang benar-benar acak dan tidak dapat diprediksi.

Dalam intinya, manfaat QRNG terletak pada kontribusinya dalam menghasilkan angka acak yang lebih kuat dan tidak dapat diprediksi, yang sangat penting dalam berbagai konteks, terutama dalam pengamanan dan perlindungan data dalam dunia digital yang semakin kompleks.

Daftar Pustaka:

Xiongfeng Ma , Xiao Yuan , Zhu Cao, Bing Qi, & Zhen Zhang. Quantum Random Number Generation. npj Quantum Information. 2. (2016).

Quside Tecnology. Quantum Random Number Generator. 2023 dapat diakses melalui https://quside.com/quantum-random-number-generators-why-how-where/.