Noise (소음)

원하는 신호를 방해하는 모든 것. 2. 저항의 열잡음이나 반도체 PN 접합을 통과하는 전류 흐름과 같은 양자 소스에서 발생하는 무수한 임펄스로 구성된 임의의 아날로그 전기 신호. 암호화에서는 주로 진정한 임의 또는 물리적 임의 생성기 또는 TRNG 생성에 사용됩니다.

잡음이란 무엇인가?

본질적으로 잡음은 원하는 신호를 방해하는 원치 않는 모든 방해입니다. 전송되는 정보의 명확성과 무결성을 저해합니다.

전자 제품 및 그 이상의 잡음

불량한 전화 연결에서 들리는 정적이나 조정되지 않은 텔레비전 화면의 눈을 생각해보십시오. 이것은 종종 회로 내의 전자의 임의적인 변동으로 인해 발생하는 전자 제품의 잡음의 예입니다.
잡음은 전자 제품 영역에만 국한되지 않습니다. 오디오 녹음에서는 소리의 품질을 저하시키는 쉿 소리나 윙윙거리는 소리로 나타날 수 있습니다.

암호화에서 잡음의 역할

잡음은 일반적으로 바람직하지 않지만 암호 전문가들은 잡음에 대한 고유한 용도를 발견했습니다. 안전한 통신의 세계에서는 진정한 무작위성이 매우 중요하며, 이것이 바로 잡음이 작용하는 부분입니다.

무작위성 활용: 진정한 난수 생성기(TRNG)

진정한 난수 생성기(TRNG)는 물리적 현상을 이용하여 난수를 생성하는 장치입니다. 다음은 잡음이 작용하는 방식입니다.

무작위성 소스: TRNG는 열잡음(온도로 인한 임의의 전자 이동) 또는 양자 입자의 예측 불가능한 동작과 같이 본질적으로 예측할 수 없는 잡음 소스를 활용합니다.
예측 불가능성 증폭: 이러한 임의의 물리적 프로세스는 잡음 스트림을 생성하며, 이 스트림은 샘플링되고 처리되어 임의의 비트 시퀀스를 생성합니다.
강력한 키의 기반: 이러한 임의의 비트는 강력한 암호화 키를 생성하는 데 매우 중요하며, 암호화된 정보가 패턴 예측에 의존하는 공격에 안전하고 침투할 수 없도록 보장합니다.

본질적으로 암호 전문가들은 예측할 수 없는 잡음의 특성을 활용하여 디지털 생활의 보안을 강화합니다. 무작위성을 활용하여 암호화 방법을 강화하고 민감한 정보가 잘못된 손에 들어가는 것을 방지합니다.

잡음의 장점

무작위성 생성: 암호화에서 열잡음 또는 반도체 접합과 같은 소스의 잡음은 안전한 암호화에 필수적인 진정한 난수를 생성하는 데 활용됩니다.
디더링: 디더링으로 알려진 약간의 잡음을 추가하면 양자화 오류를 부드럽게 하여 이미지 및 오디오의 인지된 품질을 실제로 향상시킬 수 있습니다.
확률 공명: 역설적이게도 약한 신호에 잡음을 추가하면 때로는 신호 감지 가능성이 향상될 수 있으며, 이를 확률 공명이라고 합니다.

잡음의 단점

신호 저하: 잡음은 명확한 통신의 적입니다. 통신, 오디오 엔지니어링 및 데이터 전송에서 잡음은 오류, 왜곡 및 충실도 저하를 유발할 수 있습니다.
측정 오류: 과학 기기 및 센서에서 잡음은 측정에 불확실성을 도입하여 정밀도와 정확도를 제한합니다.
효율성 감소: 잡음은 시스템이 보상하기 위해 더 낮은 전력 또는 더 높은 중복성 수준에서 작동하도록 강제하여 효율성 및 성능에 영향을 미칠 수 있습니다.

잡음의 단점과 예상치 못한 이점 모두를 포함하여 잡음의 특성을 이해하는 것은 엔지니어링에서 암호화, 예술적 표현에 이르기까지 다양한 분야에서 매우 중요합니다.

잡음의 실제 예:

암호화의 잡음

암호화 세계에서 잡음은 특히 진정한 난수 생성기(TRNG)를 만드는 데 중요한 역할을 합니다. 이러한 생성기는 강력하고 예측할 수 없는 암호화 키를 생성하는 데 매우 중요합니다.

다음과 같이 생각하십시오.

이러한 입자의 움직임은 물리 법칙에 의해 제어되기 때문에 진정으로 임의적인 것으로 간주됩니다. 따라서 공격자가 생성된 숫자를 예측하기가 매우 어렵고 암호화된 데이터의 보안이 보장됩니다.