تولیدکننده شماره تصادفی سختافزار
From Wikipedia, the free encyclopedia
در محاسبات، تولیدکننده عدد تصادفی سختافزاری سختافزاری (HRNG) یا تولیدکننده شماره تصادفی واقعی (TRNG) وسیله ای است که به جای استفاده از الگوریتم، اعداد تصادفی را از یک فرایند فیزیکی تولید می کند. چنین دستگاههایی غالباً براساس پدیدههای میکروسکوپی ساخته شدهاند که سیگنالهای «نویز» از نظر آماری کم سطح، مانند نویز حرارتی، اثر فوتوالکتریک، شامل یک شکاف پرتو و سایر پدیدههای کوانتومی را ایجاد میکنند. این فرایندهای تصادفی، از نظر تئوری، کاملاً غیرقابل پیشبینی هستند و ادعاهای نظریه غیرقابل پیشبینی بودن در معرض آزمایش آزمایشی قرار دارند. این برخلاف پارادایم نسل شبه تصادفی است که معمولاً در برنامههای رایانه ای اجرا میشود.
یک مولد عدد تصادفی سختافزاری بهطور معمول شامل یک مبدل برای تبدیل برخی از جنبههای پدیدههای بدنی به یک سیگنال الکتریکی، یک تقویت کننده و مدارهای الکترونیکی دیگر برای افزایش دامنه نوسانات تصادفی به یک سطح قابل اندازهگیری و نوعی آنالوگ به- میباشد. مبدل دیجیتال برای تبدیل خروجی به یک عدد دیجیتالی، اغلب یک رقم باینری ساده ۰ یا ۱. با نمونه برداری مکرر از سیگنال بهطور تصادفی متفاوت، به یک سری اعداد تصادفی به دست میآید.
برنامه اصلی تولیدکنندگان شماره تصادفی سختافزار الکترونیکی در رمزنگاری است، جایی که از آنها برای تولید کلیدهای رمزنگاری تصادفی برای انتقال ایمن دادهها استفاده میشود. آنها بهطور گستردهای در پروتکلهای رمزگذاری اینترنت مانند امنیت لایه حمل و نقل (TLS) استفاده میشوند.
ژنراتورهای شماره تصادفی همچنین با استفاده از دستگاههایی مانند چرخش سکه، تاس، چرخ رولت و ماشینهای قرعه کشی میتوانند از فرآیندهای ماکروسکوپی «تصادفی» ساخته شوند. حضور غیرقابل پیشبینی در این پدیدهها را میتوان با نظریه سیستمهای دینامیکی ناپایدار و نظریه آشوب توجیه کرد. اگرچه فرآیندهای ماکروسکوپی تحت مکانیک نیوتن تعیینکننده هستند، اما خروجی دستگاهی که به خوبی طراحی شده باشد مانند چرخ رولت نمیتواند در عمل پیشبینی شود، زیرا این امر به جزئیات حساس و خرد در شرایط اولیه هر استفاده بستگی دارد.
اگرچه تاسها بیشتر در قماربازی مورد استفاده قرار میگیرند، و به عنوان عناصر «تصادفی» در بازیها (به عنوان مثال بازیهای نقش آفرینی)، دانشمند ویکتوریا فرانسیس گالتون روشی را برای استفاده از تاسها برای تولید صریح اعداد تصادفی برای اهداف علمی در سال ۱۸۹۰ توصیف کرد.[1]
ژنراتورهای شماره تصادفی سختافزار معمولاً فقط تعداد محدودی از بیتهای تصادفی در ثانیه تولید میکنند. به منظور افزایش نرخ داده خروجی موجود، آنها اغلب برای تولید " دانه " برای تولید سریعتر شماره رمز تصادفی امن رمزنگاری مورد استفاده قرار میگیرند، که پس از آن یک توالی خروجی شبه تصادفی با نرخ داده بسیار بالاتر تولید میکند.