घड़ी का बहाव

क्लॉक ड्रिफ्ट कई संबंधित घटनाओं को संदर्भित करता है जहां एक घड़ी एक संदर्भ घड़ी के समान दर पर नहीं चलती है। यानी कुछ समय बाद घड़ी अलग हो जाती है या धीरे-धीरे दूसरी घड़ी से डीसिंक्रनाइज़ हो जाती है। सभी घड़ियाँ बहाव के अधीन हैं, जब तक कि पुन: सिंक्रनाइज़ न किया जाए, अंततः विचलन हो जाता है। विशेष रूप से, कंप्यूटर में उपयोग की जाने वाली क्रिस्टल-आधारित घड़ियों के बहाव के लिए किसी भी उच्च गति संचार के लिए कुछ सिंक्रनाइज़ेशन तंत्र की आवश्यकता होती है। कंप्यूटर क्लॉक ड्रिफ्ट का उपयोग यादृच्छिक संख्या जनरेटर बनाने के लिए किया जा सकता है। हालाँकि टाइमिंग हमलों द्वारा इनका फायदा उठाया जा सकता है।

गैर-परमाणु घड़ियों में

घड़ी जैसी रोजमर्रा की घड़ियों की परिशुद्धता सीमित होती है। आख़िरकार उन्हें सटीक बने रहने के लिए सुधार की आवश्यकता होती है। बहाव की दर घड़ी की गुणवत्ता, कभी-कभी बिजली स्रोत की स्थिरता, परिवेश के तापमान और अन्य सूक्ष्म पर्यावरणीय चर पर निर्भर करती है। इस प्रकार एक ही घड़ी में अलग-अलग अवसरों पर अलग-अलग बहाव दर हो सकती हैं।

अधिक उन्नत घड़ियों और पुरानी यांत्रिक घड़ियों में अक्सर किसी प्रकार का स्पीड ट्रिमर होता है जहां कोई घड़ी की गति को समायोजित कर सकता है और इस प्रकार घड़ी के बहाव को सही कर सकता है। उदाहरण के लिए, लंगर घड़ियों में पेंडुलम क्लॉक लंबाई को थोड़ा बदलकर घड़ी के बहाव में हेरफेर किया जा सकता है।

एक यांत्रिक घड़ी में पेंडुलम की तुलना में एक क्वार्टज़ थरथरानवाला विनिर्माण भिन्नता के कारण बहाव के अधीन कम होता है। इसलिए अधिकांश रोजमर्रा की क्वार्ट्ज घड़ियों में समायोज्य बहाव सुधार नहीं होता है।

परमाणु घड़ियाँ

परमाणु घड़ियाँ बहुत सटीक होती हैं और इनमें लगभग कोई घड़ी विचलन नहीं होता है। यहां तक कि पृथ्वी की घूर्णन गति में भी ज्वारीय त्वरण और अन्य प्रभावों के कारण परमाणु घड़ी की तुलना में पृथ्वी की घूर्णन दर में अधिक बहाव और भिन्नता होती है। परमाणु घड़ी के पीछे के सिद्धांत ने वैज्ञानिकों को सटीक रूप से एसआई इकाई दूसरा को फिर से परिभाषित करने में सक्षम बनाया है 9192631770 सीज़ियम-133 परमाणु का दोलन। इन दोलनों की सटीकता परमाणु घड़ियों को सौ मिलियन वर्षों में लगभग केवल एक सेकंड के लिए बहाव की अनुमति देती है; 2015 तक, सबसे सटीक परमाणु घड़ी हर 15 अरब साल में एक सेकंड खो देती है।^[1]^[2] अंतर्राष्ट्रीय परमाणु समय (टीएआई) समय मानक और इसके व्युत्पन्न (जैसे समन्वित सार्वभौमिक समय (यूटीसी)) दुनिया भर में परमाणु घड़ियों के भारित औसत पर आधारित हैं।

सापेक्षता

जैसा कि अल्बर्ट आइंस्टीन ने भविष्यवाणी की थी, सापेक्षतावादी प्रभाव भी समय के फैलाव के कारण घड़ी के बहाव का कारण बन सकते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि कोई निश्चित सार्वभौमिक समय नहीं है, समय पर्यवेक्षक के सापेक्ष होता है। विशेष सापेक्षता बताती है कि पर्यवेक्षकों द्वारा संदर्भ के विभिन्न जड़त्वीय फ्रेम में रखी गई दो घड़ियाँ (यानी एक दूसरे के संबंध में चलती हुई लेकिन तेज या धीमी नहीं होती) प्रत्येक पर्यवेक्षक को अलग-अलग दरों पर टिक करती हुई दिखाई देंगी।

इसके अतिरिक्त, सामान्य सापेक्षता हमें गुरुत्वाकर्षण समय फैलाव प्रदान करती है। संक्षेप में, एक मजबूत गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र (उदाहरण के लिए किसी ग्रह के करीब) में एक घड़ी अधिक धीमी गति से टिकती दिखाई देगी। इन घड़ियों को रखने वाले लोग (अर्थात् मजबूत क्षेत्र के अंदर और बाहर वाले) इस बात पर सहमत होंगे कि कौन सी घड़ियाँ तेजी से चलती हुई प्रतीत होती हैं।

घड़ी की कार्यप्रणाली के बजाय समय ही प्रभावित होता है। दोनों प्रभाव प्रयोगात्मक रूप से देखे गए हैं।^{[citation needed]}

समय फैलाव का व्यावहारिक महत्व है। उदाहरण के लिए, ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम की घड़ियाँ कम गुरुत्वाकर्षण के कारण इस प्रभाव का अनुभव करती हैं (जिससे उनकी घड़ियाँ पृथ्वी की घड़ियों की तुलना में अधिक तेज़ी से चलती प्रतीत होती हैं) और इसलिए उपयोगकर्ताओं को स्थानों की रिपोर्ट करते समय सापेक्ष रूप से सही गणनाओं को शामिल करना चाहिए। यदि सामान्य सापेक्षता को ध्यान में नहीं रखा गया, तो जीपीएस उपग्रहों पर आधारित नेविगेशनल फिक्स केवल 2 मिनट के बाद गलत हो जाएगा, और वैश्विक स्थिति में त्रुटियां प्रत्येक दिन लगभग 10 किलोमीटर की दर से जमा होती रहेंगी।^[3]

यादृच्छिक संख्या जेनरेटर

कंप्यूटर प्रोग्राम को अक्सर उच्च गुणवत्ता वाले यादृच्छिक संख्याओं की आवश्यकता होती है, खासकर क्रिप्टोग्राफी के लिए। यादृच्छिक संख्या जेनरेटर (आरएनजी) बनाने के लिए क्लॉक ड्रिफ्ट का उपयोग कई समान तरीकों से किया जा सकता है।

हार्डवेयर रैंडम नंबर जेनरेटर #क्लॉक ड्रिफ्ट बनाने का एक तरीका दो स्वतंत्र क्रिस्टल थरथरानवाला का उपयोग करना है, उदाहरण के लिए एक जो प्रति सेकंड 100 बार टिक करता है और एक जो प्रति सेकंड 1 मिलियन बार टिक करता है। औसतन तेज़ क्रिस्टल हर बार धीमी गति वाले क्रिस्टल की तुलना में 10,000 बार टिक करेगा। लेकिन चूंकि घड़ी के क्रिस्टल सटीक नहीं होते हैं, इसलिए टिकों की सटीक संख्या अलग-अलग होगी। उस भिन्नता का उपयोग यादृच्छिक बिट्स बनाने के लिए किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, यदि तेज़ टिकों की संख्या सम है, तो 0 चुना जाता है, और यदि टिकों की संख्या विषम है, तो 1 चुना जाता है। इस प्रकार ऐसा 100/1000000 आरएनजी सर्किट प्रति सेकंड 100 कुछ हद तक यादृच्छिक बिट्स का उत्पादन कर सकता है। आम तौर पर ऐसी प्रणाली पक्षपातपूर्ण होती है - उदाहरण के लिए, यह एक से अधिक शून्य उत्पन्न कर सकती है - और इसलिए सैकड़ों कुछ-यादृच्छिक बिट्स सजावटी संबंध हैं | कुछ निष्पक्ष टुकड़े उत्पन्न करने के लिए सफेद किया गया।

एक प्रकार का सॉफ़्टवेयर रैंडम नंबर जेनरेटर बनाने का एक समान तरीका भी है। इसमें ऑपरेटिंग सिस्टम के टाइमर टिक (वह टिक जो आमतौर पर प्रति सेकंड 100-1000 बार होता है) और सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट की गति की तुलना करना शामिल है। यदि ओएस टाइमर और सीपीयू दो स्वतंत्र क्लॉक क्रिस्टल पर चलते हैं तो स्थिति आदर्श है और कमोबेश पिछले उदाहरण के समान ही है। लेकिन भले ही वे दोनों एक ही क्लॉक क्रिस्टल का उपयोग करते हों, प्रक्रिया (कंप्यूटिंग)/प्रोग्राम जो क्लॉक ड्रिफ्ट माप करता है, सीपीयू में कई कम या ज्यादा अप्रत्याशित घटनाओं जैसे व्यवधान और एक ही समय में चलने वाली अन्य प्रक्रियाओं और प्रोग्रामों से परेशान होता है। इस प्रकार माप अभी भी काफी अच्छे यादृच्छिक संख्याएँ उत्पन्न करेगा।

अधिकांश हार्डवेयर यादृच्छिक संख्या जनरेटर जैसे कि ऊपर वर्णित जनरेटर काफी धीमे हैं। इसलिए, अधिकांश प्रोग्राम केवल एक अच्छा बीज बनाने के लिए उनका उपयोग करते हैं जिसे वे फिर तेजी से कई यादृच्छिक संख्याएं उत्पन्न करने के लिए एक छद्म यादृच्छिक संख्या जनरेटर या एक क्रिप्टोग्राफ़िक रूप से सुरक्षित छद्म यादृच्छिक संख्या जनरेटर को खिलाते हैं।

समय पर हमला

2006 में, एक साइड चैनल हमला प्रकाशित हुआ था^[4] सीपीयू हीटिंग के आधार पर घड़ी की विषमता का शोषण किया गया। हमलावर छद्मनाम सर्वर (टोर छुपी हुई सेवा) पर भारी सीपीयू लोड का कारण बनता है, जिससे सीपीयू गर्म हो जाता है। सीपीयू हीटिंग का संबंध घड़ी की गड़बड़ी से है, जिसे टाइमस्टैम्प (सर्वर की वास्तविक पहचान के तहत) देखकर पता लगाया जा सकता है।

यह भी देखें

संदर्भ

↑ Vincent, James (22 April 2015). "The most accurate clock ever built only loses one second every 15 billion years". The Verge. Retrieved 17 September 2016.
↑ Gibney, Elizabeth (4 June 2015). "समय को फिर से परिभाषित करने के लिए अति-सटीक परमाणु घड़ियाँ आमने-सामने हैं". Nature. 522 (7554): 16–17. Bibcode:2015Natur.522...16G. doi:10.1038/522016a. PMID 26040875.
↑ Pogge, Richard W.; "Real-World Relativity: The GPS Navigation System" Accessed 30 June 2012.
↑ Steven J. Murdoch. Hot or Not: Revealing Hidden Services by their Clock Skew, ACM CCS 2006. (pdf)

[1] Vincent, James (22 April 2015). "The most accurate clock ever built only loses one second every 15 billion years". The Verge. Retrieved 17 September 2016.

[2] Gibney, Elizabeth (4 June 2015). "समय को फिर से परिभाषित करने के लिए अति-सटीक परमाणु घड़ियाँ आमने-सामने हैं". Nature. 522 (7554): 16–17. Bibcode:2015Natur.522...16G. doi:10.1038/522016a. PMID 26040875.

[3] Pogge, Richard W.; "Real-World Relativity: The GPS Navigation System" Accessed 30 June 2012.

[4] Steven J. Murdoch. Hot or Not: Revealing Hidden Services by their Clock Skew, ACM CCS 2006. (pdf)

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