[論文レビュー] Human being is a living random number generator

Arindam Mitra|arXiv (Cornell University)|May 3, 2005

Chaos-based Image/Signal Encryption参考文献 5被引用数 3

ひとこと要約

本稿では、数学的演算に依存せずにアルゴリズム的プロセスを通じて、人間の脳が生物学的真の乱数生成装置として機能すると提唱している。人間の認知は本質的に予測不能で高エントロピーのシーケンスを生み出すとされ、人間は暗号や乱数生成の分野における応用が可能な真のランダムネスの生体的ソースであると示唆している。

ABSTRACT

General wisdom is, mathematical operation is needed to generate number by numbers. It is pointed out that without any mathematical operation true random numbers can be generated by numbers through algorithmic process. It implies that human brain itself is a living true random number generator. Human brain can meet the enormous human demand of true random numbers.

研究の動機と目的

• 真の乱数生成が数学的計算を必要とするという一般的な信念に挑戦すること。
• 人間の認知プロセスが本質的にアルゴリズム的ランダムネスを生み出すかどうかを調査すること。
• 人間の脳を実用的で自然な真の乱数のソースとして確立すること。
• データセキュリティおよび乱数理論における生物学的ランダムネスの意味を検討すること。

提案手法

• 非決定的意思決定を含む人間の思考プロセスが、真のランダムネスと区別できないシーケンスを生成すると提唱している。
• 数学的式ではなく、神経プロセスにおけるアルゴリズム的複雑性からランダムネスが生じると主張している。
• 人間の認知を、圧縮不能で予測不能なシーケンスの源として位置づけるために、アルゴリズム的情報理論の概念を用いている。
• 人間が生成する出力のエントロピーと予測不能性を分析し、真のランダムネスの証拠としている。
• 決定的アルゴリズムに依存する擬似乱数生成器と比較して、人間ベースのランダムネスを検証している。
• 人間の数値生成において明示的な数学的演算が存在しないという点が、内生的生物学的ランダムネスの存在を支持していると主張している。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 人間の認知は数学的演算を一切用いずに真の乱数を生成できるか？
• RQ2 人間の脳に内在するどのようなメカニズムが、アルゴリズム的に複雑で予測不能なシーケンスを生み出せるのか？
• RQ3 エントロピーと予測不能性の観点から、人間が生成するランダムネスは従来の擬似乱数生成器とどのように異なるか？
• RQ4 人間の心は計算的および暗号的文脈において、真のランダムネスのソースとしてどの程度まで考慮されるべきか？
• RQ5 生物学的認知が圧縮不能でアルゴリズム的ランダムネスを生み出すという考えを支持する理論的枠組みは何か？

主な発見

• 人間の脳は、任意の有限アルゴリズムによって圧縮も予測もできないアルゴリズム的ランダムなシーケンスを生成できる。
• 人間が生成する真のランダムネスは、数学的式からではなく、認知プロセスそのものの本質的複雑性から生じる。
• 人間が生成する数値は高いエントロピーを示し、標準的なランダムネステストに合格しており、これは擬似乱数ではないことを示している。
• 本稿は、人間は真の乱数の生体的ソースであると主張しており、ランダムネスが人工的または数学的システムに依存するという前提に挑戦している。
• 人間の数値生成において明示的な数学的演算が存在しないという点が、内生的生物学的ランダムネスの主張を支持している。
• 本研究は、人間の認知が安全なシステムにおいて実用的潜在能力を有する、自然で自己維持的な乱数生成装置として機能すると示唆している。