Har du noen gang lurt på hvordan tall genereres for kodebrikker, eller hvordan kort velges ut for kortspill på nett? Dette skjer ved hjelp av slumptallsgeneratorer, som deles inn i ekte og uekte slumptallsgeneratorer.
Ekte og uekte slumptall
Slumptall er tilfeldig genererte tall, og kan deles inn i ekte slumptall og uekte slumptall, også kalt pseudoslumptall. En terning eller en mynt er typiske eksempler på ekte slumptallsgeneratorer (RNG) som genereres fra fysiske prosesser, mens når det kommer til datamaskiner blir det som oftest generert slumptall fra algoritmer, og dette er pseudoslumptall (PRNG). En slumptallsgenerator er dermed kort oppsummert enten en fysisk enhet eller algoritme som genererer en sekvens med elementer (som regel tall) som gir oss en slumpmessig sekvens.
Slumptall brukes til alt fra trekninger i spill til avanserte krypteringsalgoritmer. I disse dager er slumptallsgeneratorer også populære for trekninger i konkurranser på sosiale medier – her kan man dele en video av nummertrekningen med følgerne sine for å vise at resultatet er helt tilfeldig. Det er flere slumptallsgeneratorer tilgjengelig på nett, som dessuten er gratis å bruke. I enkelte tilfeller er ikke pseudoslumptall sikre eller tilfeldige nok for avansert matematisk modellering og kryptering – noe som er helt kritisk for blant annet nettsikkerhet.
Pseudosumptall er likevel mer enn tilfeldige nok for de fleste praktiske formål, som for eksempel når det kommer til nummergenerering for casino på nett. Størstedelen av spilleautomater og kortspill bruker pseudoslumptall, da disse matematiske algoritmene tilfredsstiller kravene for tilfeldighet i spillene ved å generere tilfeldige tall mellom for eksempel null og fire milliarder. Algoritmen er programmert til å genere tilfeldige resultater innenfor bestemte rammer, og du kan alltid stole på at resultatene ikke er manipulerte av casinoene. Alle lisenserte casinoer er lovpålagt å utføre regelmessige tredjepartskontroller av slumptallsgeneratorene sine, noe som avkrefter myten om at casinoene styrer spillene. Alle utfall er tilfeldige og uavhengige av tidligere resultater. Så lenge det ikke er strenge krav til kryptografisk sikkerhet, fungerer pseudoslumptall som tilstrekkelig tilfeldige elementer.
Garantert tilfeldighet med krystaller
Nå har en gruppe vitenskapspersoner funnet en måte å generere tilfeldige tall fra en ganske så unik kilde – de har begynt å eksperimentere med krystaller. Universitet i Glasgow har utviklet en robot som dyrker krystaller og fotograferer dem i vokseprosessen. De studerer hvordan krystaller vokser i ulike løsninger som for eksempel kobbersulfat – det er nemlig helt uforutsigbart hvordan de vokser og sørger derfor for garantert tilfeldige resultater. Deretter bruker de størrelsene, orienteringen og fargene for å generere kjeder av tilfeldige numre. De har oppdaget at alle resultatene består statistiske tester for hvor tilfeldige de er, så kanskje krystaller er fremtiden for slumptallgeneratorer?
Fra radioaktiv nedbrytning til lavalamper
De fleste datamaskiner kan kun generere pseudoslumptall, men noen datamaskiner samler inn data fra uforutsigbare fysiske prosesser, som for eksempel termisk støy og fotoelektrisk effekt, for deretter å generere tilfeldige tall. Tilfeldige tall kan også genereres fra radioaktiv nedbrytning, atmosfærisk radiostøy og til og med lavalamper. IT-sikkerhetsselskapet Cloudflare har plassert om lag hundre lavalamper på en vegg og bruker disse som tilfeldig kilde for genereing av krypteringsnøkler. Rundt en tiendel av Internett blir faktisk beskyttet av lavalamper – tro det eller ei.