ДОСЛІДЖЕННЯ МІЖКАДРОВОЇ КОРЕЛЯЦІЇ ХАОСУ, ЩО ГЕНЕРУЄТЬСЯ ВЕБКАМЕРОЮ
DOI:
https://doi.org/10.31891/2219-9365-2024-78-18Ключові слова:
програмна інженерія, теорія хаосу, криптостійкість, генератор послідовності випадкових чисел, лавинний ефект, вебкамераАнотація
Об’єктом дослідження даної роботи є послідовності випадкових чисел (ПВЧ), одержаних з послідовних кадрів вебкамери, що може бути практично використано для створення апаратного генератора ПВЧ.
Проблема, що розглядається, полягала у тому, щоб вирахувати рівень схожості ПВЧ, що були одержані з послідовних кадрів вебкамери і оцінити період зациклювання генерації.
Отримані результати підтвердили припущення про високий рівень хаосу та випадковості при генерації ПВЧ вебкамерою. У послідовних кадрах з захоплення (затримка - 40 мілісекунд) фотодіодна матриця реєструє зміни, які людське око не фіксує. В умовах абсолютної темряві зафіксовано зміни значень яскравості майже у 60% пікселів матриці. Що на 10% вище рівня вимоги до криптостійкості по параметру лавинний ефект. Це можливо пояснюється стохастичною природою взаємодії фотонів з матеріалом сенсора і тепловими шумами. Таким чином, можна говорити про чітку позитивну кореляцію рівня хаосу у кадрах з ростом часу затримки між кадрами.
Особливість досліджень полягає у тому, що для чистоти експерименту генерація кадрів здійснювалась при повній темряві (освітленість - 10-4 люкса), і рівномірно освітленої (освітленість 200 люкс) білої поверхні. Випробування камери на граничних умовах дають повну картину детермінування хаосу при генеруванні ПВЧ.
Результат цього дослідження дозволяє спроектувати алгоритм, який ляже в основу розробки апаратного лабораторного генератору ПВЧ без залучення екзотичного обладнання.
