量子随机数在数据库中的应用解决物联网标识是否用尽问题

生活 2024年08月11日 15:49 240 逸崴

近期，物联网的标识有没有可能被用尽在网上引发热议，在央视新闻《共同关注》栏目天云数据CEO雷涛为我们揭开谜底：“我们通过量子技术，现在信创数据库也支撑了，交叉认证了把量子技术引入了我们的标识生成的随机方法。中国在量子技术上，其实是跑在世界前沿的，这样的话，来生成一个更大规模和庞大的标识体系。”

物联网的标识有没有可能被用尽？

邓巴数认为人类智力允许其拥有的稳定社交关系最大人数是148人，四舍五入后是150人。但是互联网出现极大的扩展了人人类的连接属性，几千个朋友圈好友的人大有人在，几十万、几百万甚至千万的意见领袖也不在少数，从这个角度来讲，不仅是数量还是形式互联网标识是远远不够的。尤其进入智能化社会，数字世界的服务不仅要连接人，还要连接物，乃至还有物与物的接物。比如新能源企业要完成电池质检需要回溯190多道工序，数字世界中的信息系统需要识别每一粒电池，一天的增量是1000亿，互联网的标识是否够用，现有的命名机制如何满足？

数字世界中的信息系统中的每一粒电池、每一个Led灯珠，都需要我们对它们生命周期状态做管理、运维。它们就像物理世界的人一样需要有自己的名字，这样在信息化、智能化的进程里才能去定位它们。那么如何面向物联网大规模设备？

天云数据率先采用量子随机数生成解决物联网海量标识生成问题

面向万物互联的智能时代，数智化空间需要更庞大的命名机制和空间。传统信息化是基于操作系统的随机函数(dev/urandom)生成一个唯一ID标识UUID，它不仅存在极小概率碰撞问题，此外其较长的长度限制了它在大数据和分布式系统中的应用。传统的UUID是指一台机器上生成的数字，它的目标是保证在同一时空中的所有机器都是唯一的。

但今天数据库记录已经步入万亿级别，随机函数分配的ID不得已循环使用，重名则会带来复杂业务逻辑错误。随着技术的发展，我们对数据的唯一性、安全性和处理效率的要求越来越高。

天云数据CEO雷涛认为：标识用尽是一个“焦虑”话题，毕竟互联网经历过IPv4到IPv6的折腾。天云数据提早布局，基于量子光栅二相的随机性产生巨大随机数，确保库表内为每一行记录标识的绝对唯一，并已经内嵌于数据库内函数来代替操作系统伪随机UUID。SQL程序员可以直接调用量子随机来增删记录。不仅仅是数据库记录标识，roadmap也考虑分布式数据库的shading切片策略引入量子随机数，天云Hubble数据库是首个引入量子计算的国产信创数据库，已经申请专利保护。

数据库直接生成真随机01数值

量子随机数是基于量子力学原理，通过量子过程生成，量子随机数在数据库中的应用解决物联网标识是否用尽问题具备量子内禀的真随机特性，因此具有不可预测性、不可重复性和无偏性等特征。生成速率可达7Gbps以上，远高于传统伪随机数生成器。基于量子随机数生成的ID具有全局唯一性，利用哈希算法检测候选量子随机确保了ID的唯一性和系统的高效运行。相较于UUID较长的长度，量子随机数可以生成更短的ID，节省存储空间提高处理速度。

天云数据在构架数据库系统时嵌入量子随机数生成功能，利用量子原理来增强数据处理的安全性和随机事件的真实随机性。如下图：量子随机发生器收获光子的时间-能量自由度，利用光子的离散性采用恒定强度的低强度单色激光产生稀疏光子流，光子探测将遵循泊松统计例如MZI对低强度可见光连续激光进行调制，然后将采集的数据发送到外部设备。

天云数据Hubble数据库量子随机数生成器，在处理大量数据时能保持高效和稳定，在金融交易、政务管理和科研探索中都能够提供强大地支持。此外可应用领域包括ID生成、加密和解密、安全通信、随机抽样、数据洗牌、随机数种子、随机负载分配等。随着人工智能等新兴技术的出现，代码和我们大量的数据结合形成新的智能体，智能体可以人类更容易接受的更自然的方式与人类交互。我们需要命名的不仅仅是物体，每一个智能体的行为也需要一个独特的命名标识，这会产生更为庞大的几何级数增长的数据规模，标识空间会更为庞大。天云数据通过引入量子随机数，不仅提升了在分布式环境下的效能，加强了在高安全性和高性能领域的应用，还会产生一个更大规模的随机数去完成每一个物和每一个行为的独特标识，更好地适应未来的技术趋势。

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