Псевдослучайность - Википедия - Pseudorandomness

Псевдослучайность измеряет степень, в которой последовательность чисел, «хотя и произведенная полностью детерминированный и повторяемый процесс, кажется, безобразный."[1]

Кажущаяся случайность паттерна - это «ключевой момент» в обеспечении безопасности в Интернете и других областях.[2] Поскольку последовательность повторяется, важно, чтобы символ "семя "который вместе с генератор производить числа, быть хорошо выбранными и храниться в тайне.[3]

История

Генерация случайных чисел имеет множество применений (в основном в статистика, для случайного отбор проб, и симуляция ). До появления современных вычислений исследователи, которым требуются случайные числа, либо генерировали их различными способами (игральная кость, открытки, колеса рулетки,[4] и т. д.) или используйте существующие таблицы случайных чисел.

Первая попытка предоставить исследователям готовый набор случайных цифр была предпринята в 1927 году, когда издательство Cambridge University Press опубликовало таблицу из 41600 цифр, разработанную L.H.C. Типпетт. В 1947 г. RAND Corporation числа, сгенерированные электронной имитацией колеса рулетки;[4] результаты были опубликованы в 1955 г. Миллион случайных цифр с 100000 нормальных отклонений.

Непредсказуемость как «почти случайная»

Использование «радиоактивного вещества, извергающего электроны и гамма-лучи», чей «распад является случайным», или получение «непредсказуемых последовательностей данных с использованием радиостанции, настроенной между станциями, сбор атмосферного шума» дает краткосрочную непредсказуемость.[1] Время, необходимое для получения большого количества этих чисел, привело к компромиссу: использование некоторых из этих физических значений в качестве «семени» для компьютерной генерации большего количества. Чем меньше «случайных» чисел, не являющихся начальными, тем более случайными кажутся числа. Один из компромиссов - смешивать время между нажатиями клавиш людьми.[5]

Доказано, что действия людей полезны для повторяемости, стоящей за Многофакторная аутентификация,[6] и исследования Броуновское движение показали, как статистика и вероятностные модели могут «предсказать», что будет делать группа, даже если конкретное движение является «случайным».[7]

В предсказуемость последовательностей псевдослучайных чисел, созданных детерминированный алгоритм в коротких кластерах кажутся случайными.[8]

По вычислительной сложности

В теоретическая информатика, а распределение является псевдослучайный против класса противников, если ни один противник из этого класса не может отличить его от равномерного распределения со значительным преимуществом.[9]Это понятие псевдослучайности изучается в теория сложности вычислений и имеет приложения к криптография.

Формально пусть S и Т - конечные множества и пусть F = {ж: S → Т} быть классом функций. А распределение D над S является ε-псевдослучайный против F если для каждого ж в F, то статистическое расстояние между раздачами ж(Икс), куда Икс взят из D, и ж(Y), куда Y взят из равномерное распределение на S, не превосходит ε.

В типичных приложениях класс F описывает модель вычислений с ограниченными ресурсами, и каждый заинтересован в разработке распределений D с определенными свойствами, которые являются псевдослучайными против F. Распространение D часто указывается как результат псевдослучайный генератор.[10]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Джордж Джонсон (12 июня 2001 г.). «Ценители хаоса предлагают ценный продукт: случайность». Нью-Йорк Таймс.
  2. ^ «Внутренние недостатки Proof-of-Stake».
  3. ^ Марк Уорд (9 августа 2015 г.). «Случайные числа Интернета слишком слабы, - предупреждают исследователи». BBC.
  4. ^ а б «Миллион случайных цифр». RAND Corporation. Получено 30 марта, 2017.
  5. ^ Джонатан Кнудсон (январь 1998 г.). «Javatalk: подковы, ручные гранаты и случайные числа». Сервер Sun. С. 16–17.
  6. ^ Эз Видра (6 ноября 2007 г.). "Научная фантастика? Биометрическая аутентификация ClassifEye для мобильных телефонов".
  7. ^ 1880, Торвальд Н. Тиле бумага, используя Наименьших квадратов (на основе регрессионного анализа)
  8. ^ С. П. Вадхан (2012). Псевдослучайность. псевдослучайность, теория эффективной генерации объектов, которые «выглядят случайными», несмотря на то, что построены с использованием небольшой или нулевой случайности
  9. ^ Одед Гольдрайх. Вычислительная сложность: концептуальная перспектива. Издательство Кембриджского университета. 2008 г.
  10. ^ «Псевдослучайность» (PDF).

дальнейшее чтение

внешняя ссылка