Kimyasal Reaksiyonların Etkileriyle Kuantum Dalga Denklemi Tabanlı Gerçek Rastgele Sayı Üreteci

Abstract

Rastgelelik sans oyunları, istatistik hesaplamaları, bilgisayar simülasyonları, bilgi güvenligi ve sifreleme gibi içerisinde rastgele olayların yasandıgı her türlü uygulamada kullanılmaktadır. Rastgele sayıları üretmek için kullanılan araçlara rastgele sayı üreteçleri (RSÜ) adı verilir. RSÜ, aralarında herhangi bir örüntü veya iliski olmayacak sekilde tahmin edilemeyecek sayı dizileri üretilmesini saglayan yazılımsal veya donanımsal bilesenlerdir. RSÜ ile ilgili farklı tekniklerle çesitli çalısmalar yapılmıstır. Bu çalısmalarda rastgele sayı üretiminin zorlukları ve maliyetin yüksek olması gelistirilen üreteçlerin verimliligini olumsuz etkilemektedir. Gerçek rastgele sayı üretiminde çok farklı yöntemler kullanılmıs hatta tahmin edilebilirligi zorlastırmak için radyoaktif rastgele sayı üreteçleri (kuantum rastgele sayı üreteci) dahi gelistirilmistir. Kuantum Rastgele Sayı Üreteçleri (KRSÜ); klasik fizik yerine Kuantum fizigi yasalarının temel alındıgı bir üreteç çesididir. Fotonik tabanlı KRSÜ'de fotonların belirsizliginden faydalanılarak çesitli yazılımsal ve donanımsal islemlerden sonra rastgele sayılar üretilir. Üretilen bu sayılar, tahmin edilemeyecek seviyede güçlü rastgele sayılardır. Ancak bu yöntemin hem insan saglıgı hem de maliyet açısından olumsuzlukları mevcuttur. Proje önerisinde, özellikle radyoaktif rastgele sayı üreteçlerine alternatif olacak ve maliyeti düsürmek adına daha önce çalısılmamıs olan kimyasal reaksiyonlar kullanılarak gerçek rastgele sayı üreteci gelistirilmesi planlanmıstır. Bilindigi üzere doga olayları genel olarak lineer olmayan diferansiyel denklemlerle modellenir. Bu gerçekten hareketle proje sonunda, kuantum dalga denklemi olarak adlandırdıgımız diferansiyel denklem ile donanımsal kaynaklar ve kimyasal reaksiyonlar birlikte kullanılarak rastgele sayı üreteci gelistirilmistir. Bu üreteç gelistirilirken bitki tohumu çimlendirilerek sensörler ve diger donanım elemanlarının (Kütle ölçer, nem ve sıcaklık ölçer gibi) ortak kullanımıyla veri üretilmistir. Üretilen degerler tohum degeri olarak alınıp rastgele sayı üretmede kullandıgımız algoritmayla gerçek rastgele sayılar üretilmistir. Üretimde kullandıgımız kuantum dalga denklemi ve bu denkleme özel olusturulan kaskad fonksiyonu kriptolojik açıdan daha basarılı tasarımlar elde edilebilecegini göstermistir. Bu ise proje önerisinin diger önemli çıktılarındandır. Tüm bu çıktılar kapsamında bir yüksek lisans tezi ve bir uluslararası konferans bildirisi yayınlanmıstır. Yüksek etki faktörlü bir arastırma makalesi yayınlanmak üzere gönderilmistir. Proje sonuçları TÜBITAK 1001 projesine ön çalısma çıktısı olarak katkı sunmustur.