Как работают генераторы случайных чисел и насколько случайный результат они выдают?

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Подбрасывая монетку, можно быть уверенным, что шансы выпадения орла и решки одинаковы. Но можно зайти на сайт с генерацией рандомных чисел или скачать приложение на телефон, в котором будет возможность имитировать бросок монетки. Однако будет ли в таком случае результат действительно случайным, или же программа подберет число/результат, который заранее был известен?

Генератор псевдослучайных чисел

В большинстве случаев результат не будет действительно случайным, он будет получен алгоритмом, выдающим последовательность чисел близкую к случайной. Подобных алгоритмов очень много, и все они используют различные формулы, однако они все зацикливаются и могут выдать ограниченное количество цепочек "случайных" чисел.

Источник: afftimes.com

Хорошим и простым примером будет один из самых ранних алгоритмов для генерации псевдослучайных чисел. Например, трехзначное число возводится в квадрат, затем из середины квадрата числа берётся трехзначное число, которое и становится результатом. А производя подобные вычисления несколько раз подряд, получается цепочка псевдослучайных чисел. Выглядит это так: допустим начальное значение 111, в таком случае 111² = 12321, получаем результат 232, после чего повторяем процедуру — 232² = 53824 и результатом становится 382. Чтобы подбор чисел не был постоянно одинаковым, важно чтобы начальное значение было разным при запуске алгоритма. Так, например, программы могут брать начальное значение исходя из даты и времени, когда был запущен алгоритм/приложение.

Большинство игр, приложений и сайтов используют именно генераторы псевдослучайных чисел, поскольку это значительно проще в реализации, а результат может быть получен мгновенно и без подключения к сети. Однако предсказуемость подобного генератора совершенно не подходит для использования его в целях шифрования данных. Тут на помощь приходит генератор истинно случайных чисел.

Генератор истинно случайных чисел

Простейшим истинным генератором случайных чисел является игральный кубик. Однако создать большой массив данных кидая кубик едва ли получится, а чтобы узнать результат даже одного броска, требуется время. Поэтому современные генераторы случайных чисел используют данные, полученные измерением различных физических процессов. Например, используют шум в электрических цепях, атмосферный шум, космическое излучение, колебания электромагнитного поля вакуума или шум радиоактивного распада атомов. Полученные данные являются абсолютно случайными и никак не могут быть предсказаны.

ГИСЧ измеряющий колебания электромагнитного поля вакуума (Сидней, Австралия)
ГИСЧ измеряющий колебания электромагнитного поля вакуума (Сидней, Австралия)
Источник: quantumnumbers.anu.edu.au

Недостатком подобноных генераторов является относительно медленная скорость выдачи результата, все же передача данных занимает больше времени, чем получение результата путем расчета по алгоритму. Однако уверенность в получении случайного числа важна во многих сферах. Но несмотря на сложность генераторов случайных чисел ими может воспользоваться каждый. Есть большое количество сайтов предоставляющих такую возможность (обычно, если сайт использует генератор истинно случайных чисел, то об этом есть информация).

Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)

12 комментариев

Добавить комментарий

s
Простейшим истинным генератором случайных чисел является игральный кубик
а в начале статьи сказали, что монетка. В реальности, ни монетка, ни кубик истинными генераторами стать не могут. Настоящая монетка, кубик всегда имеют физические изъяны, неравномерность веса и как генератор использоваться не могут. Только как абстрактный пример.
s
Почему же? Монетка и кубик — это классические примеры двумерного и шестимерного генератора случайных чисел.
b
В РФ правильному генератору случайных чисел выдает лицензию ФСБ.
a
При этом для отладки вычислительных программ очень желательно, чтобы генератор выдавал бы известную серию чисел. А потом уже можно переходить и на «истинно случайные генераторы».
b
Истинный ГСЧ на основе атмосферных шумов — random.org, работающий с 1998 года.
Сейчас, похоже, сайт с РФ недоступен.
GennDALF
Получать случайные значения с помощью запроса на сетевой ресурс, использующий ГИСЧ.
G
«Случайность — непознанная закономерность!»
Vesennaya
Случайности не случайны, По)))
113404987599120471675@google
https://www.atomic-energy.ru/news/2023/04/06/134040

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

✦ ИИ  Прощай, органика: как стеклянные подложки спасут ИИ-чипы от теплового и физического коллапса

Когда Intel впервые анонсировала технологию стеклянных подложек (glass substrates) для упаковки процессоров, многие скептики назвали это маркетинговым ходом. Однако к 2025-2026 годам стало...

✦ ИИ  Интерактивные технологии в образовании: что это, виды, примеры и принципы применения

то такое интерактивные технологии обучения, какие бывают виды и методы, как применять их в школе и вузе. Примеры, плюсы и минусы, а также принципы, на которые стоит опираться.

Моле поблано: как десятки ингредиентов и немного шоколада складываются в несладкий мексиканский соус

Есть блюда, которые удобно объяснять одним словом: суп, рагу, соус, жаркое. С моле поблано этот номер не проходит. Формально перед нами густой мексиканский соус, чаще всего подаваемый с индейкой...

Актуальны ли еще кварцевые часы Casio G-Shock на примере модели GA-100-1A4DR

Последнее десятилетие прочно утвердило смарт-часы в качестве основного инструмента (уведомления, отслеживание параметров здоровья и конечно, время) на запястье. Почти вытеснили умные часы обычные...

Как часто нужно чистить сливной фильтр стиральной машины

Монета из кармана или оторвавшаяся пуговица могут попасть вместе с водой к сливному насосу. Чтобы такие предметы не мешали его работе, во многих стиральных машинах предусмотрен фильтр. Обычно он...