La dinámica de fluidos no es algo que normalmente viene a la mente cuando se piensa en bitcoin. Pero para un físico de Stanford, la conexión es tan simple como revolver el café.
En un estudio publicado el 23 de abril en Actas de la Academia Nacional de Ciencias , el estudiante de doctorado en física aplicada de Stanford, William Gilpin, describió cómo los remolinos de líquidos, como el café, siguen los mismos principios que las transacciones con criptomonedas como Bitcoin. Este paralelo entre las funciones matemáticas que rigen las criptomonedas y los procesos físicos naturales puede ayudar a desarrollar más avanzadoseguridad digital y en la comprensión de los procesos físicos en la naturaleza.
"Tener un modelo físico real y demostrar que este es un proceso natural podría abrir nuevas formas de pensar sobre esas funciones", dijo Gilpin.
Transformaciones tangibles
Las criptomonedas como el bitcoin funcionan de manera misteriosa a propósito. Como moneda virtual, no está protegida ni controlada por ningún grupo central. En cambio, las criptomonedas intercambian y aseguran información a través de una función matemática llamada hash criptográfico, un caballo de batalla moderno paraciberseguridad. Estas funciones transforman matemáticamente la información digital en una salida única que oculta la entrada.
Las funciones hash están deliberadamente diseñadas para ser complejas, pero también permanecen consistentes para que la misma entrada siempre produzca la misma salida. Sin embargo, es probable que dos entradas similares produzcan salidas muy diferentes. Estas funciones facilitan que las computadoras rastreen las criptomonedas, perodifícil para los hackers hacer lo mismo
Como físico, Gilpin dijo que vio similitudes entre la forma en que funcionan las funciones hash y las leyes físicas involucradas con la agitación de un líquido. "Me imaginé que probablemente haya alguna analogía que valga la pena investigar", dijo. Y, con algunassemanas libres durante un receso de invierno, decidió explorar su idea.
Gilpin se enfocó en un principio llamado mezcla caótica, que describe la acción de mezclar un líquido. Imagine revolver la crema de café en una taza de café negro y ver cómo la crema se separa en un patrón de remolino. Si la crema se agita exactamente de la misma manera enen el futuro, se produciría el mismo patrón. Pero incluso el cambio más pequeño en la ubicación de la cuchara o la velocidad de la agitación da como resultado un patrón muy diferente. En otras palabras, cada agitación inicial produce una firma de remolino única.
Además, solo mirar el patrón resultante de la crema en el café no revela nada sobre la acción original: dónde estaba la cuchara, qué tan rápido se movía o cuántos círculos, similar a la función de un hashtransforma la información para que la entrada sea imposible de identificar.
Gilpin decidió poner a prueba el ejemplo de mezcla caótica de fluidos como una función hash. Descubrió que las ecuaciones involucradas en la mezcla de un fluido se ajustaban a los requisitos para las funciones hash casi a la perfección. "No esperaba que lo hiciera".realicé bien eso ", dijo." Cuando parecía que satisfacía todas las propiedades de una función hash, comencé a emocionarme mucho. Sugiere que está sucediendo algo más fundamental con lo caótica que es la matemática ".
fuera de la caja
Las funciones hash modernas son un área de investigación en curso, ya que las criptomonedas y aplicaciones similares, como las firmas digitales, se están volviendo cada vez más comunes para las transacciones con tarjeta de crédito y los documentos legales. Gilpin sospecha que el paralelismo entre los campos de la informática y la física aplicada podría ayudar a crearformas aún más seguras de proteger la información digital.
Esta conexión también puede ayudar a validar procedimientos precisos, como los utilizados en el desarrollo de fármacos, dijo Gilpin. Ciertos métodos de desarrollo de fármacos requieren inyectar varios fluidos en puntos específicos en el tiempo, de forma similar a la forma en que una función hash realiza un orden preciso de ecuaciones."Si no forma la disposición correcta cuando haya terminado, entonces sabrá que uno de sus procesos no salió bien", dijo. "La propiedad caótica asegura que no obtendrá accidentalmente un finalproducto que se ve correcto "
El descubrimiento también sugiere que los cálculos criptográficos, presumiblemente creados por humanos, no son exclusivos del reino digital. "Algo tan común como un fluido todavía está realizando cálculos", dijo Gilpin. "No es algo que solo los humanos le dicen a las computadoras que hagan. Esalgo que hace la naturaleza y se muestra en la estructura de cómo se forman las cosas "
Gilpin no es un informático o desarrollador de drogas. Cuando no conecta los campos físico y digital, estudia la forma en que los fluidos funcionan en la naturaleza con Manu Prakash, profesor asistente de bioingeniería. Entonces, para él, "la idea de quepodemos comenzar a utilizar algunas de estas ideas de la informática es bastante emocionante "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Stanford . Original escrito por Kimberly Hickok. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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