Генератор випадкових чисел буває апаратним (фізичним) або програмним. Він є універсальним інструментом в багатьох областях, від криптографії до моделювання складних систем. ГВЧ використовуються для створення шифрів, програмних ігор, тестування програмного забезпечення, аналізу даних та для багатьох інших цілей. Генератор випадкових чисел працює на основі алгоритмів, які генерують випадкову або псевдовипадкову послідовність чисел. У першому випадку використовуються фізичні методи одержання випадкових чисел, що засновані на вимірюваннях фізичних процесів. У другому – послідовність численних арифметичних дій з великими числами.
Апаратний генератор випадкових чисел
Фізичний генератор випадкових чисел (HRNGS) використовує випадкові фізичні процеси для одержання випадкових чисел. Ці процеси можуть бути досить різними: від шуму в електричних ланцюгах до квантових ефектів. Такий ГВЧ надає більш високий рівень випадковості, ніж програмний, оскільки у конкретний момент на генерацію впливає лише випадковий фізичний процес, який не може бути передбачений з точністю. Фізичні генератори випадкових чисел використовуються в криптографії для створення надійних ключів шифрування.
Програмний ГВЧ
Цей ГВЧ є програмним кодом і використовує алгоритми, які генерують псевдовипадкові числа. Ці алгоритми використовують початковий ключ, або насіння (seed), та багаторазово виконують з ним арифметичні дії. «Насіння» необхідне для того, щоб генерувати таку саму послідовність псевдовипадкових чисел з кожного зіставлення. Кожне наступне число генерується залежно від попереднього числа та насіння. Програмний генератор випадкових чисел є більш широко використовуваним, оскільки він дозволяє зберегти випадкову послідовність та застосувати її пізніше.
Ще один метод – техніка генерування ентропії. Цей метод використовує в обчисленнях ентропію з різних джерел, таких як:
- звук;
- рух мишки;
- натиснення клавіш;
- температура повітря тощо.
Цій техніці можна довіряти більше, оскільки дані у результаті є дійсно випадковими та незалежними.
Користування генераторами випадкових чисел
У залежності від конкретної задачі, можна використовувати як апаратні, так і програмні ГВЧ. Фізичні генератори випадкових чисел є більш витратними для створення та підтримки. Найпростішим і найбільш поширеним методом є використання алгоритму псевдовипадкових чисел. Цей метод використовується для генерації послідовності випадкових чисел, які можуть бути відтворені в будь-який момент і підтверджені статистичними тестами.
Загрузка...
