互聯網時代，只要你使用計算機，就有可能被卷入一場激烈的網絡戰。

不久前，國家互聯網應急中心監測發現，2月下旬以來，我國互聯網持續遭受境外網絡攻擊。境外組織通過攻擊、控制我國境內的計算機，進而對俄羅斯、烏克蘭、白俄羅斯進行網絡攻擊。分析發現，這些境外組織的攻擊地址，主要來自美國。

怎么才能不被有心人“當槍使”？尤其是一些核心機構，該怎么維護自身安全？這就要向“密碼學”尋求答案了。

著名密碼學家、中國科學院院士王小云，兩會期間曾表示：沒有先進的密碼體系的支撐，就無法建立安全可靠的數字信息系統，云計算和大數據的安全都無從保障。

而對更多普通網民來說，最直觀的理解可能是：密碼隨機程度越高、組合越復雜，被破譯的幾率就越小。

最近，一名中國科學家就成功做出了一種隨機數生成器，每秒可以生成多達1000萬位的隨機數。他就是目前在美國布朗大學物理系從事博士后工作的王康。

王康

你看到的隨機數，可能不是真隨機

隨機數最大的特點是：后面的數和前面的數毫無關系。沒有關系，就無規律可言。

摸不到蹤跡、猜不到規律，用它做密碼，破解難度高，就代表著一定意義上的安全。

但反過來，想設置一組隨機數，同樣不是一件容易的事。

有人會問，計算機不是可以自動生成隨機數嗎？

的確，通過簡單的程序，計算機的確可以根據設定，快捷地生成一組隨機數。但這種“隨機數”，并不是真隨機。

“在線隨機數生成器”截圖

以現在的技術，計算機的確可以模擬隨機數。但計算機生成隨機數的過程靠的是算法。

一個“隨機數生成器”，它所采用的算法是固定的。有心人只要獲取相關算法的信息，就能在生成的數字里找到規律，破解密碼。

這種“隨機數”，最多就是滿足一下普通人的日常需求。如果真有什么核心機密怕被截獲，用它一點都不安全。

學界一直在尋找“產生真正隨機數”的方法。

但什么才是真正的隨機數？

科學家會告訴你：來自于自然界、自然發生的。比如，流經電阻器電流隨機波動產生的數字，就屬于真正的隨機數。

這一次，王康和團隊做出的斯格明子真隨機數生成器，其核心，就是粒子物理中的概念——斯格明子。

磁性斯格明子

斯格明子的概念，最早是由英國物理學家托尼·斯凱爾姆提出的。他發現，這種粒子具有微型磁場，并且環繞著原子結構。而在其內部的旋轉電子則指向不同的方向，使彼此接近的時候很難沾在一起。

也是因為這種特性，斯格明子具有較高的穩定性，同時還能被很低的電流驅動，后來一直被用于磁性材料領域，可以作為數據儲存、邏輯計算以及神經網絡計算機部件的有效載體。

不過，上述這些有關斯格明子的研究和電學表征，大部分還是限于靜態表征。很少有人去關注磁性斯格明子對各種擾動的動態響應。這也是王康把它作為研究目標的主要原因之一。

斯格明子內部結構示意圖

王康和團隊成員首先對磁性斯格明子在自旋流和熱擾動下所產生的電學噪聲進行測量。

這一步，主要依據的是磁性材料在自旋流和熱擾動下會引起一種釘扎效應。

通俗點來說，釘扎效應的存在，相當于給實驗中的磁性斯格明子用了一招“定身術”，把它固定在適當的位置。一個斯格明子一旦被固定，它被“釘住”的部分就會被牢牢地鎖在一個釘扎中心上，而其余部分則會圍繞著這個中心來回跳遠，或近或遠，從而產生隨機的電報噪聲。真正的隨機數，就從這兒誕生。

隨后，王康又對單個磁性斯格明子的局域波動行為做了更詳細的測量。

比如，數碼產生的隨機性、外加垂直磁場和電流對其的影響等等。

他們根據后續的數據，優化了釘扎中心的分布，最后才做出了基于單個磁性斯格明子的真正隨機數碼生成器，每秒可以產生多達1000萬個隨機數。

當然，一個完美、可應用的隨機數碼生成器，不止要看能不能產生隨機數，還得看能不能滿足低能耗、高速度這兩個特點。

王康計劃，后續會進一步對單個磁性斯格明子的局部行為，以及多個磁性斯格明子耦合中存在的一些物理問題進行研究，完善相關功能。并把最終版的真正隨機數生成器放到小盒子或者小芯片中，這樣就可以把它放到我們任何需要隨機數的地方。

據了解，王康目前已經有回國發展的計劃。

回國后，他將繼續從事相關的科研工作。

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