Deriva de rellotge

Laderiva de rellotgees refereix a diversos fenòmens relacionats a causa dels quals unrellotgeno va exactament a la mateixa velocitat que un altre, el que significa, que després de cert temps l'hora indicada pel rellotge s'anirà separant (a això es refereix la deriva) de la indicada per l'altre.

Aquest fenomen és aprofitat pelsordinadorsper construirgeneradors de nombres aleatorisi també pot ser utilitzat peratacs de tempsencriptografia.

Deriva de rellotge en rellotges comuns

Els rellotges ordinaris com els depareto depolserageneralment s'allunyen del temps real, per la qual cosa cal ajustar cada cert temps.

La divergència entre un rellotge i el temps real es deu a:

• La qualitat del rellotge
• La potència que s'obté de la bateria
• La temperatura i altres factors ambientals

Un mateix rellotge pot tenir diferents derives d'acord amb les circumstàncies.

Els rellotges mecànics són molt més imprecisos que els de quars i generalment estan dissenyats per avançar-se en lloc d'endarrerir, fent fàcil l'ajustament amb el botó que atura el mecanisme.

Els rellotges més avançats i alguns rellotges mecànics antics tenen algun mecanisme amb el qual l'usuari pot ajustar la velocitat del rellotge i així reduir la deriva. Per exemple, en elsrellotges de pèndolés possible fer ajustaments en la longitud delpèndolper a controlar la deriva de rellotge.

Rellotges atòmics, Terra i relativitat

Elsrellotges atòmicssón molt precisos i gairebé no pateixen els efectes d'aquest fenomen. La rotació de laTerraés molt més imprecisa que la majoria delsrellotges atòmicsmoderns. Per mantenir la sincronització entre eltemps universal coordinat(UTC) i la rotació de laTerraés necessari afegir unsegon intercalaralguns anys.

Els efectesrelativistestambé afecten la deriva de rellotge a causa de ladilatació del temps.Això és degut al fet que no existeix un temps universal, ja que és relatiu a l'observador. Larelativitat especialdescriu com dos rellotges en diferentssistemes de referència inercialtindrien una marxa més lenta vistos des de l'altresistema de referència inercial.

Addicionalment, larelativitat generalprodueixdilatació gravitacional del temps,és a dir, un rellotge en uncamp gravitatorimajor semblarà marxar més lentament. És important remarcar que és el temps mateix l'afectat i no el funcionament del rellotge. Ambdós efectes han estat comprovats experimentalment.

La dilatació del temps és important, per exemple, els rellotges en elssatèl·lits GPSes veuen afectats a causa de la gravetat reduïda en què es troben (aconseguint que els rellotges a bord semblin anar més ràpid que els terrestres) i han d'utilitzar càlculs de correcció relativista quan transmeten dades als usuaris, si no els realitzessin, les ubicacions tindrien una falla d'aproximadament 1 km.

Generadors de nombres aleatoris

Elsprogrames d'ordinadorocupen regularmentnombres aleatoris,especialment percriptografia.Hi ha diversos mètodes en els quals la deriva de rellotge pot ser utilitzada per construirgeneradors de nombres aleatoris(GNA).

Es pot construir unGNAen maquinari utilitzant dososcil·ladors de vidreindependents que tinguin diferent freqüència, 100 oscil·lacions per segon i 1 milió, per exemple. El més ràpid dels dos oscil·larà 10,000 vegades per cada oscil·lació del més lent, però, hi haurà una variació deguda a la deriva de rellotge que es pot usar per produir bits aleatoris. Una manera senzilla seria escollir un 0 quan l'excedent és parell i un 1 per un excedent non.

AquestGNAproduiria al voltant de 100 bits aleatoris per segon. Un sistema com aquest generalment estàesbiaixat,és a dir, pot produir més 0s que 1s o viceversa, de manera que és necessari "blanquejar"alguns d'aquests bits aparentment aleatoris per produir bits sense biaix.

També es pot construir unGNAen programari, per al que es compara el rellotge del sistema operatiu (entre 100-1000 passos per segon) i la velocitat delCPU.Si eltemps de sistemai el CPU s'utilitzen dososcil·ladors de vidreindependents la situació serà molt similar a l'exemple anterior, en canvi, quan utilitzen el mateixoscil·lador de vidreelprocés/programa que realitza les mesures de la deriva de rellotge és "pertorbat" per esdeveniments imprevisibles al CPU cominterrupcionsi altres processos i programes que s'executen al mateix temps, tot i així el resultat serà bastant bo. Poden ser considerats nombres pseudoaleatoris però de qualsevol manera satisfan la majoria de les necessitats en aplicacions pràctiques.

La majoria delsGNAen maquinari són més lents que la seva contrapart en programari, de manera que és usual utilitzar només per crear una bona llavor per a ungenerador de nombres pseudoaleatoris(GNPA) o ungenerador de nombres pseudoaleatoris criptogràficament segur(GNPACS).

Atacs temporals

Durant el 2006, va ser publicat unatac de canal auxiliarque explotava elbiaix de rellotgegràcies a l'escalfament de la CPU. L'atacant causava una gran càrrega de la CPU en un servidorpseudònimamb el que causava l'escalfament de la CPU. La calor de la CPU afecta elbiaix de rellotgei és possible quantificar-en observar lestimestamps(amb la identitat real del servidor).