Generowanie liczb losowych to całkiem złożony proces. Sekwencja liczb lub symboli, która powstaje na skutek generowania, jest praktycznie niemożliwa do przewidzenia. Na ten moment wyróżniamy kilka rodzajów RNG (Random Number Generator), wśród których istnieją mniej i bardziej zaawansowane i skuteczne rozwiązania. Zastosowanie tego typu procesów jest różne – od tych oczywistych, po takie, których prawdopodobnie nigdy byś się nie domyślił!

Do czego wykorzystuje się generowanie liczb?

Choć kasyno na żywo nie korzysta z dobroci RNG, większość pozostałych w internetowych strefach hazardu gier już tak. Gry hazardowe w dużej mierze opierają się na losowości, którą zapewnia właśnie RNG. Do automatów używa się najczęściej SRNG, czyli procesu opartego o generowanie liczb na podstawie algorytmu komputerowego, utworzonego przez programistę. Dzięki projektowaniu przez konkretnego człowieka, można ustalić zakres cyfr lub symboli czy nadać specjalne zależności.

Muzyczne serwisy streamingowe również korzystają z generatora liczb losowych! Tak błahy przycisk, jak „odtwarzaj losowo” wykorzystuje właśnie RNG. Lista utworów, wykonawców, albumów i playlist sprowadzana jest do cyfr, które następnie „obrabiane” są przez odpowiedni algorytm, dając końcowemu użytkownikowi to, czego oczekuje – losowości.

Losowo generowane liczby mocno przydają się też w różnego rodzaju badaniach kryptograficznych czy statystycznych. RNG może symulować niektóre procesy przy użyciu metody Monte Carlo.

Generatory liczb mają też swoje zastosowanie w cyberbezpieczeństwie. Różnego rodzaju szyfrowanie, na przykład internetowy protokół TLS, opiera się właśnie na generatorze liczb losowych. Tworzone przez niego ciągi znaków „zaklinają” dane tak, by żadna osoba postronna nie mogła ich odzyskać. Funkcję generatora losowych ciągów znaków i liczb można też wykorzystać samodzielnie, na przykład przy tworzeniu nowych haseł. Takie stworzone przez sztuczną inteligencję ciągi będą o wiele skuteczniejszym rozwiązaniem niż tradycyjne zabezpieczenie, które zresztą często jest takie samo dla kilku lub kilkunastu różnych kont.

Dwa podstawowe typy generatora liczb losowych

Choć generować liczby można na wiele sposobów, wyróżniamy dwa główne rodzaje generatorów.  Hardware Random Number Generators oraz  Software Random Numer Generators. Oba te sposoby mają swoje wady i zalety, a także zagorzałych zwolenników i przeciwników.

HRNG jest inaczej nazywane „prawdziwym” generatorem liczb losowych. Nie bazuje on bowiem na algorytmie komputerowym, lecz na zdarzeniach fizycznych. Dzięki temu dana cyfra bądź symbol są wręcz niemożliwe do odgadnięcia. Sama nazwa wskazuje na to, że to rozwiązanie wiąże się z jakimś specyficznym urządzeniem. Generator składa się zazwyczaj z przetwornika, wzmacniacza i innych obwodów elektronicznych.

SRNG zasadniczo służy do tego samego, jednak diametralnie różni się sposobem uzyskiwania losowych liczb. Tutaj są one generowane na podstawie algorytmu komputerowego, który tworzy konkretny człowiek lub cały zespół. Na ogół takowy algorytm może być dowolnie modyfikowany pod aktualne potrzeby.

Dlaczego sprzętowe generowanie liczb jest lepsze niż programowe?

Przechodząc do podsumowania i konfrontacji HRNG z SRNG, trzeba w jakimś stopniu rozstrzygnąć, która z metod jest lepsza. Generowanie liczb na podstawie algorytmu komputerowego ma niestety więcej wad, niż zalet. Z tego powodu Software Random Numer Generators często nazywane jest generatorem liczb pseudolosowych. Jednym z powodów jest fakt, że w teorii można stworzyć „kontralgorytm”, który na podstawie działania danego SRNG będzie podawać kolejną wygenerowaną liczbę niemal z perfekcyjną skutecznością. Kolejną wadą jest brak jednorodności rozkładu dla dużych ilości generowanych liczb.

Samo SRNG jest również bardziej podatne na ataki, a ich skutki mogą być druzgocące, gdyż haker zyska pełny dostęp do „losowo” generowanych liczb i będzie mógł odszyfrować dowolne dane. Jednocześnie trzeba podkreślić, że Hardware Random Number Generators również może paść ofiarom ataku oszustów. Tutaj jednak mamy o wiele mniejsze możliwości na złamanie zabezpieczeń i dostanie się do sedna sprawy.