Nehéz kitalálni a PIN-kódot

           Friends! Mivel van ez a halott jegyzetfüzet, arra kérdezem egy feladatot, amelyet tegnap harcoltak három fizikus, két közgazdász, egy műszaki és egy humán tudomány. Megtörtük az egész agyunkat, és folyamatosan különböző eredményeket kapunk. Talán vannak köztük programozók és matematikai zsenik, ráadásul a feladat általában iskolai és nagyon könnyű, egyszerűen nem derítjük ki a képletet. Mivel abbahagyjuk a természettudományi tanulmányainkat, ehelyett valamilyen okból könyveket írunk és képeket rajzolunk. Sajnálom.

Tehát a háttér.

Kaptam egy új bankkártyát, és mint általában, könnyedén kitaláltam a pin kódját. De nem egymás után. Úgy értem, mondjuk, hogy a pin-kód 8794 volt, és felhívtam a 9748. Vagyis diadalmas vagyok   kitalálta az összes számotebben a négyjegyű számban található. Nos, igen   nem maga a számde csak alkotóelemeicsodálkoztam,. De a számok igazak! MEGJEGYZÉS - véletlenszerűen cselekedtem, vagyis nem kellett a már ismert számokat megfelelő sorrendben elrendeznem, csak a szellem szerint cselekedtem: itt négy számjegy van számomra ismeretlen számmal, és azt hiszem, hogy közöttük lehet 9, 7, 4 és 8, és sorrendjük nem fontos.  Azonnal elgondolkodtunk hány lehetőségem volt  (Valószínűleg annak megértése érdekében, milyen hűvös, hogy felvettem és kitaláltam). Vagyis hány négy számjegyből álló kombinációból kellett választanom? És akkor természetesen a pokol kezdődött. A fejünk egész este robbant fel, és végül mindegyikük teljesen más választ adott! Még a kombinációkat is elkezdtem egy sorban jegyzetfüzetbe írni, ahogy nőtem, de négyszázra rájöttem, hogy több mint négyszáz (ez mindenesetre megcáfolta a Trash fizikus válaszát, aki megerősítette, hogy négyszáz kombináció létezik, de mégsem határozottan) - és feladtam.

valójában, az ügy lényege.  Mi a valószínűsége annak, hogy kitalálja (bármilyen sorrendben) a négy számjegyből álló négy számot?

Vagy nem, újrafogalmazzuk (humanista vagyok, bocsánat, bár mindig is hatalmas gyengeségem volt a matematikának), hogy világosabbá és áttekinthetőbbé váljunk. Mennyi nem ismétlődő  számok kombinációi, amelyek sorrendben vannak 0-tól 9999-ig? ( ne keverje össze ezt a kérdéssel: "hány kombináció   nem ismétlődőszámjegy "!!! a számok megismételhetők! abban az értelemben, hogy a 2233 és a 3322 ebben az esetben ugyanaz a kombináció !!).

Vagy pontosabban. Tízből egy számjegyből négyszer kell kitalálnom. De nem egymás után.

Nos, vagy valami más. Általában ki kell derítenie, hogy hány lehetőséget választottam a kártya PIN kódját alkotó numerikus kombinációhoz. Segíts, jó emberek! Csak kérem, segítsen nekem, ne kezdje el azonnal írni, hogy ezeknek a 9999-nek a lehetőségei  (Tegnap először mindenkinek megtörtént) mert ez hülyeség - elvégre, a ránk vonatkozó szempontból az 1234 szám, a 3421 szám, a 4312 szám és így tovább   egy és ugyanaz!   Nos, igen, a számokat meg lehet ismételni, mert van 1111 pin kód vagy ott van például 0007. A pin kód helyett elképzelhet egy autószámot. Tegyük fel, milyen valószínűség van arra, hogy kitalálja az összes számjegyet, amelyek az autó számát alkotják? Vagy a valószínűség elméletének teljes eltávolítása érdekében - hány numerikus kombinációból kellett választanom egyet?

Kérjük, támogassa a válaszokat és az érvelést néhány pontos képlettel, mert tegnap szinte megőrültünk. Előre köszönöm mindenkinek!

Ui Egy okos ember, programozó, művész és feltaláló, nagyon helyesen javasolta a helyes döntés  néhány percnyi hangulatot ad nekem: " a megoldás erre a problémára: obszesszív-kompulzív rendellenessége van, a kezelés: férjhez menjen és paradicsomot keljen. Az ő helyén inkább nem a „mi a valószínűség” kérdés, hanem a „Felhívom a figyelmet ezekre a számadatokra?” Kérdés.  Általában nincs mit hozzáadni :)

Az alábbi számológép célja n-től m-ig terjedő elemek összes kombinációjának előállítása.
  Az ilyen kombinációk száma, amely kiszámítható a kombinatorika elemei számológép segítségével. Átrendezés, elhelyezés, kombináció.

A számológép alatti generációs algoritmus leírása.

algoritmus

A kombinációk lexikográfiai sorrendben készülnek. Az algoritmus a halmaz elemeinek rendes indexeivel működik.
  Fontolja meg az algoritmust egy példa segítségével.
  Az egyszerűség kedvéért öt elem halmazát vesszük figyelembe, amelyekben az indexek 1-gyel kezdődnek, azaz 1 2 3 4 5.
  Elő kell állítania az összes m \u003d 3 méretű kombinációt.
  Először inicializáljuk egy adott m méretű első kombinációt - növekvő sorrendben
1 2 3
  Ezután megvizsgáljuk az utolsó elemet, vagyis i \u003d 3. Ha az értéke kisebb, mint n - m + i, akkor 1-gyel növeli.
1 2 4
  Az utolsó elemet újra ellenőrizzük, és ismét növelik.
1 2 5
  Most az elem értéke megegyezik a lehetséges maximális értékkel: n - m + i \u003d 5 - 3 + 3 \u003d 5, az előző elem, ahol i \u003d 2, ellenőrzésre kerül.
Ha az értéke kisebb, mint n - m + i, akkor 1-gyel növeli, és az azt követõ összes elemnél az érték megegyezik az elõzõ elem plusz 1 értékével.
1 (2+1)3 (3+1)4 = 1 3 4
  Ezután ismét ellenőrizzük, hogy i \u003d 3.
1 3 5
  Ezután - ellenőrizze, hogy i \u003d 2-e.
1 4 5
  Ezután jön az i \u003d 1 sor.
(1+1)2 (2+1)3 (3+1)4 = 2 3 4
  És tovább
2 3 5
2 4 5
3 4 5   az utolsó kombináció, mivel annak összes eleme n - m + i.

Annak ellenére, hogy a PIN-kódok fontos szerepet játszanak a globális infrastruktúrában, még nem végeztek tudományos tanulmányokat arról, hogyan valósítják meg az emberek a PIN-kódot.

A Cambridge-i Egyetem kutatói, Sören Preibusch és Ross Anderson kijavították a helyzetet azáltal, hogy közzétették a világ első kvantitatív elemzését a négyjegyű banki PIN-kód kitalálásának nehézségeiről.

A nem banki forrásokból származó jelszószivárgásokra vonatkozó adatok felhasználásával és az online megkérdezésekkel a tudósok úgy találták, hogy a felhasználók sokkal komolyságuk a PIN-kódok választása, mint a webhelyekhez tartozó jelszavak: a legtöbb kód szinte véletlenszerű számkészletet tartalmaz. Ennek ellenére a forrásadatok között vannak mind egyszerű kombinációk, mind a születésnapok - azaz némi szerencsével a támadó egyszerűen kitalálhatja az áhított kódot.

A tanulmány kiindulópontja a RockYou adatbázisból származó jelszavakból álló négy számjegyű sorozatok (1,7 millió) és egy 200 ezer PIN-kódú adatbázis a zárolási programból iPhone képernyő  (Az adatbázist Daniel Amitay alkalmazásfejlesztő szolgáltatta). Az ezekre az adatokra épülő táblázatokban érdekes minták jelennek meg - dátumok, évek, ismétlődő számjegyek és akár 69-re végződő PIN-kódok. Ezen megfigyelések alapján a tudósok egy lineáris regressziós modellt építettek fel, amely az egyes PIN-kódok népszerűségét 25 tényezők, például hogy a kód DDMM dátum, hogy növekvő sorozat-e, és így tovább. Az egyes készletek PIN-kódjainak 79% és 93% -a megfelel ezeknek az általános feltételeknek.


Tehát a felhasználók néhány egyszerű tényező alapján választanak 4 számjegyű kódot. Ha így választották meg a banki PIN-kódot, akkor 8-9% -át lehetett kitalálni mindössze három kísérlet során! De természetesen az emberek jobban figyelnek a banki kódokra. Mivel nem áll rendelkezésre nagyszámú valós banki adat, a kutatók több mint 1300 embert interjút készítettek annak felmérésére, hogy a PIN-kódok valódi különböznek-e a már figyelembe vettktől. A tanulmány sajátosságait figyelembe véve a válaszadókat nem a magukhoz a kódokhoz kérték, hanem csak azt, hogy megfelelnek-e a fenti tényezők bármelyikének (növekedés, DDMM formátum stb.).

Kiderült, hogy az emberek sokkal körültekintőbb módon választják meg a bank PIN-kódjait. A válaszadók körülbelül egynegyede véletlenszerűen használja a bank által generált PIN-kódot. Több mint egyharmada használja a PIN kódot régi szám  telefonszám, hallgatói kártya száma vagy egyéb, véletlenszerűen megjelenő számkészlet. Az eredmények szerint a kártyatulajdonosok 64% -a ál-véletlenszerű PIN-kódot használ, ami jóval több, mint 23–27% az előző, nem bankkódokkal végzett kísérletekben. További 5% -uk digitális mintát használ (pl. 4545), míg 9% -uk inkább a billentyűzetmintát (például 2684) használja. Általában véve, hogy egy támadónak hat kísérlettel (három ATM-mel és három fizetési terminállal) kevesebb, mint 2% esélye van kitalálni valaki más kártya PIN-kódját.

tényező példa RockYou iPhone interjú
időpontját,
DDMM 2311 5.26 1.38 3.07
DMGG 3876 9.26 6.46 5.54
HHNN 1123 10.00 9.35 3.66
MMGG 0683 0.67 0.20 0.94
HH 1984 33.39 7.12 4.95
összességében 58.57 24.51 22.76
Billentyűzet minta
összefüggő 6351 1.52 4.99
szögletes 1425 0.01 0.58
szögek 9713 0.19 1.06
a kereszt 8246 0.17 0.88
átlós vonal 1590 0.10 1.36
vízszintes vonal 5987 0.34 1.42
a szó 5683 0.70 8.39
függőleges vonal 8520 0.06 4.28
összességében 3.09 22.97 8.96
Digitális minta
69-kor ér véget 6869 0.35 0.57
számjegyek csak 0-3 2000 3.49 2.72
számjegyek csak 0-6 5155 4.66 5.96
ismétlődő pár 2525 2.31 4.11
ugyanazok a számok 6666 0.40 6.67
csökkenő sorrend 3210 0.13 0.29
növekvő sorrend 4567 3.83 4.52
összességében 15.16 24.85 4.60
Véletlenszerű halmaz 23.17 27.67 63.68

  Minden rendben lenne, de sajnos a válaszadók jelentős része (23%) dátum formájában választja a PIN-kódot - és csaknem egyharmada születési dátumát használja. Ez jelentősen megváltoztatja az esetet, mivel a válaszadók szinte mindegyike (99%) azt válaszolta, hogy pénztárcájukban tárolnak bankkártyákkal  különféle azonosító kártyák, amelyeken ez a dátum nyomtatva van. Ha a támadó tudja a kártyatulajdonos születésnapját, akkor hozzáértő megközelítéssel a PIN-kód kitalálásának valószínűsége akár 9% -ot is elérhet.

100 legnépszerűbb PIN-kód

0000, 0101-0103, 0110, 0111, 0123, 0202, 0303, 0404, 0505, 0606, 0707, 0808, 0909, 1010, 1101-1103, 1110-1112, 1123, 1201-1203, 1210-1212, 1234, 1956-2015, 2222, 2229, 2580, 3333, 4444, 5252, 5683, 6666, 7465, 7667.

Ui  A gyakorlatban természetesen sokkal könnyebb a támadónak kémkedni a PIN-kódot, mint kitalálni. De megóvhatja magát a kukucskálástól - még reménytelen helyzetben is látszik: