science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Hoe wiskunde en taal kunnen worden gecombineerd om de wereld in kaart te brengen en sterke wachtwoorden te maken, met behulp van de kracht van drie willekeurige woorden

Elk vierkant van 10 bij 10 voet op de planeet kan worden gelabeld met zijn eigen unieke label van drie woorden. Krediet:met dank aan what3words

Het is moeilijk voor te stellen dat drie willekeurige woorden de kracht hebben om zowel de wereld in kaart te brengen als uw privégegevens te beveiligen. Het geheim achter deze kracht is slechts een klein beetje wiskunde.

What3words is een app en webgebaseerde service die een geografische referentie biedt voor elk vierkant van 3 meter bij 3 meter op aarde met behulp van drie willekeurige woorden. Als je hersenen natuurlijker werken in het Engelse meetsysteem, is 3 meter ongeveer 9,8 voet. Je zou ze dus kunnen zien als vierkanten van ongeveer 10 bij 10 voet, wat ongeveer zo groot is als een klein thuiskantoor of een kleine slaapkamer. Er is bijvoorbeeld een vierkant in het midden van het Rochester Institute of Technology Tigers Turf Field gecodeerd met brilliance.bronze.inputs.

Deze nieuwe benadering van geocodering is om verschillende redenen nuttig. Ten eerste is het nauwkeuriger dan gewone straatadressen. Ook zijn drie woorden gemakkelijker voor mensen om te onthouden en met elkaar te communiceren dan bijvoorbeeld gedetailleerde lengte- en breedtegraadmetingen. Dit maakt het systeem zeer geschikt voor hulpdiensten. Sommige autofabrikanten zien deze voordelen en beginnen what3words te integreren in hun navigatiesystemen.

Drievouden besteld

Hier is hoe drie willekeurige woorden in het Engels of een andere taal zulke precieze locaties over de hele planeet kunnen identificeren. Het sleutelconcept is geordende triples.

Begin met de basisveronderstelling dat de aarde een bol is, in het besef dat dit een benaderende waarheid is en dat de straal ongeveer 3.959 mijl (6.371 kilometer) is. Gebruik de formule 4πr 2 om het oppervlak van de aarde te berekenen. Met r =3.959 (6.371), komt dit neer op ongeveer 197 miljoen vierkante mijl (510 miljoen vierkante kilometer). Onthoud:What3words gebruikt vierkanten van 3 meter bij 3 meter, die elk 9 vierkante meter oppervlakte hebben. Dus, werkend in het metrieke stelsel, is het aardoppervlak gelijk aan 510 biljoen vierkante meter. Door 9 te verdelen in 510 biljoen blijkt dat voor het uniek identificeren van elk vierkant ongeveer 57 biljoen geordende triples van drie willekeurige woorden nodig zijn.

Een geordende triple is slechts een lijst van drie dingen waarin de volgorde ertoe doet. Dus "brilliance.bronze.inputs" zou worden beschouwd als een andere geordende triple dan "bronze.brilliance.inputs". In het what3words-systeem bevindt bronze.brilliance.input zich zelfs op een berg in Alaska, niet in het midden van het RIT Tigers Turf Field, zoals brilliance.bronze.inputs.

De volgende stap is uitzoeken hoeveel woorden er in een taal zijn, en of er genoeg geordende triples zijn om de wereld in kaart te brengen. Sommige geleerden schatten dat er meer dan een miljoen Engelse woorden zijn; veel van hen zijn echter zeer ongewoon. Maar zelfs als je alleen gewone Engelse woorden gebruikt, is er nog genoeg te doen. Online vind je veel woordenlijsten.

De ontwikkelaars van what3words kwamen met een lijst van 40.000 Engelse woorden. (Het what3words-systeem werkt in 50 verschillende talen met onafhankelijk toegewezen woorden.) De volgende vraag is om te bepalen hoeveel geordende triples van drie willekeurige woorden kunnen worden gemaakt van een lijst van 40.000 woorden. Als je herhalingen toestaat, zoals what3words doet, zijn er 40.000 mogelijkheden voor het eerste woord, 40.000 mogelijkheden voor het tweede woord en 40.000 mogelijkheden voor het derde woord. Het aantal mogelijke geordende triples zou dan 40.000 keer 40.000 keer 40.000 zijn, wat 64 biljoen is. Dat levert tal van "drie willekeurige woorden" triples om de hele wereld te dekken. De overtollige combinaties zorgen er ook voor dat what3words aanstootgevende woorden en woorden die gemakkelijk voor elkaar zouden worden verward, kunnen elimineren.

Wachtwoorden die u echt kunt onthouden

Terwijl de kracht van drie willekeurige woorden wordt gebruikt om de aarde in kaart te brengen, pleit het Britse National Cyber ​​Security Center (NCSC) ook voor het gebruik ervan als wachtwoorden. Wachtwoordselectie en bijbehorende beveiligingsanalyse zijn ingewikkelder dan drie woorden aan kleine vierkantjes van de wereldbol te koppelen. Maar een vergelijkbare berekening is verhelderend. Als je een geordend drietal woorden aan elkaar rijgt, zoals brilliancebronzeinputs, krijg je een mooi lang wachtwoord dat een mens veel gemakkelijker zou moeten kunnen onthouden dan een willekeurige reeks letters, cijfers en speciale tekens die zijn ontworpen om te voldoen aan een reeks complexiteitsregels .

Als u uw woordenlijst tot boven de 40.000 uitbreidt, krijgt u nog meer mogelijke wachtwoorden. Met behulp van de "Corncob list" van 58.000 Engelse woorden, zou u meer dan 195 biljoen "three random word"-achtige wachtwoorden kunnen genereren.

Het is belangrijk op te merken dat er een behoorlijk aantal afwegingen zijn tussen de verschillende benaderingen van wachtwoordselectie en complexiteitsregels. Dus, hoewel "drie willekeurige woorden" je geen faalveilige wachtwoordbeveiliging bieden, biedt de complexiteit van taal ook op dit gebied verbazingwekkende kracht.