[mxustin]

Реализован генератор случайных чисел, использующий Ping (измерение времени отклика определенного хоста в сети Интернет) в качестве источника энтропии. Итогом разработки стали функции PRandomize() (обеспечивает инициализацию ГСЧ) и PRandom (обеспечивает, собственно, генерацию случайного числа). Функция PRandom имеет две перегружаемые реализации: без параметров (возвращает случайное число типа Extended в интервале от 0 до 1 включительно) и с целочисленными параметрами (минимум и максимум типа Int64), которая возвращает целое (типа Int64) случайное число в указанном диапазоне. Описание, исходные коды и демо доступны на сайте pbrng.16mb.com.

Критика, которая высказывалась ранее на данном форуме по поводу этой идеи, по возможности учтена и алгоритм построен так, чтобы в минимальной степени зависеть от внешних факторов. Частотный тест случайных чисел, полученных таким образом, показывает хорошее (равномерное) распределение (другие виды тестов пока не проводились).

[Страдалецъ]

Какая-то изначально неверная идея. Почему бы не использовать тогда погодные данные?

[mxustin]

ну, я не могу ответить на такой вопрос. Использовать-то можно очень много чего (начиная от квантовых флуктуаций или космического излучения, и заканчивая «бульками» в аквариуме или «лавовыми лампами»). Температура чего-нибудь, скорость вращения, и все такое, конечно, тоже в этом списке. Можно и погодные данные, конечно, использовать. Мне, вот, пинг «приглянулся» для этих целей. Почему — не могу сказать. А почему бы и нет?

[NumLock]

при отвалившемся интернет или вообще при его отсутствии смысла нет...

[mxustin]

В описании проекта об этом честно говорится.

Варианты такие:

1) интернет изначально был (и программа успешно инициализировалась), а потом отвалился — приведет к тому, что будут все равно генерироваться истинно случайные числа (только "переинициализироваться" не удастся), так как собственно для генерации СЧ программе интернет не нужен (только для инициализации);

2) интернета изначально не было — приведет к тому, что будут генерироваться только псевдо-случайные числа, но с более ровным распределением, чем у стандартной дельфийской функции Random.

Тут надо еще сделать такую ремарку, что в отношении этого проекта главной задачей для меня лично было — получить практический навык описания и документирования проекта (это — мой первый опыт).

[mxustin]

Маленький апдэйт. Я построил частотный тест (пока что провел 100 тыс. испытаний). Сравнивал мой ГСЧ и System.Random (Delphi). Вот, что получилось:



На иллюстрации сверху — результаты работы моего ГСЧ (PBRNG), а снизу - результаты работы System.Random (Delphi).

Первый столбец — это цифра (тест был рассчитан на выпадение цифр от 0 до 9).
Второй столбец — это количество выпадений данной цифры (в абсолютном выражении).
Третий столбец — это процентное отношение количества выпадений определенной цифры к общему количеству испытаний (внизу можно видеть: Total: 100016).
Четвертый столбец — это пометка максимального и минимального числа «выпадений».
Пятый столбец — это процентная разница между количеством выпадений данной цифры и количеством выпадений той цифры, которая выпала максимальное число раз.

Можно видеть, что в случае PBRNG на 100000 испытаний получается, что разница между максимумом и минимумом немного меньше, чем в случае System.Random. Правда, я должен сознаться, что бывало (на протяжении этих 100 тыс. испытаний) и наоборот.

У PBRNG за эти 100 тыс. испытаний чаще всего выпадала четверка (ее количество — 10235, что составляет 10.233% от 100016). Реже всех выпадала тройка (она выпала «всего лишь» 9754 раза, что составляет 9.752% от 100016). Таким образом, разница между «самой популярной» и «наименее популярной» цифрами составляет 0.481%.

У System.Random эта разница составляет 0.532%.

[mxustin]

Сделал масштабную «шумовую» визуализацию:

[M.A.D.M.A.N.]

Сообщение от mxustin

Сделал масштабную «шумовую» визуализацию

Очень полезно, спасибо.
З.Ы. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92...BD%D0%BD%D0%B0

[mxustin]

В свою очередь тоже хочу поблагодарить: очень ценная информация! Спасибо.

[M.A.D.M.A.N.]

Сообщение от mxustin

В свою очередь тоже хочу поблагодарить: очень ценная информация! Спасибо.

Как на счёт использования биологического источника энтропии? Или шумящего диода.

[mxustin]

Если Вы о том, чтобы попросить пользователя водить мышкой, кликать и нажимать случайные клавиши на клавиатуре, — то такая идея у меня была. И даже есть реализация (на уровне «для себя»). Доводить эту реализацию до уровня готового проекта я не стал. Причина заключается в том, что заставлять пользователя делать что-либо, я считаю, нужно по-минимуму. Сравните:

а) в PBRNG пользователю нужно подождать (примерно до секунды), чтобы ГСЧ инициализировался через пинг, и после этого — получать случайные числа;
б) пользователю нужно «долго и нудно» водить мышкой и давить по клавишам, и только после этого....

Мне кажется, что первый вариант предпочтительнее. С этой точки зрения я и выбрал пинг. Что же касается вообще идей, откуда получать энтропию, — то да. Их много. Очень много. И получать ее от пользователя — одна из них, заслуживающая право на жизнь. Почему бы и нет. Почему лично я выбрал именно пинг — не могу сказать. Как-то вот, приглянулся мне этот способ. Осознаю, что он является просто одним из многих способов: не самый лучший, не самый худший, ИМХО.

Или шумящего диода.

В таком направлении я тоже работал. В частности, изучал информацию о том, как предлагают получать энтропию «интеловцы», используя инструкцию rdrand, доступную процессорам с архитектурой Ivy Bridge. Реализация тоже есть. Считаю, что вполне достойный метод (используется аппаратный генератор, встроенный в процессор).

Насчет того, чтобы самому паять что-то такое аппаратное — не очень охота.

[M.A.D.M.A.N.]

Главное, чтобы ГПСЧ твой обеспечил большую петлю случайных чисел, иначе всякие генераторы ломаются так: https://exelab.ru/art/?action=view&id=136
Рекомендую мерсеннтвистер, он себя уже хорошо зарекомендовал во вполне реальных проектах, где нужно было выдавать шум, слабо поддающийся анализу.

[mxustin]

Согласен. Ну, я в ближайшее время планирую подвергнуть свой генератор тестам и испытаниям. Тогда можно будет говорить предметно (с цифрами).

[M.A.D.M.A.N.]

Сообщение от mxustin

Согласен. Ну, я в ближайшее время планирую подвергнуть свой генератор тестам и испытаниям. Тогда можно будет говорить предметно (с цифрами).

Кстати, QueryPerformanceCounter, который ты используешь, итак по сути своей может являться источником энтропии.
Еще один З.Ы.: http://www.sql.ru/forum/61224/generaciya-guid?hl=guid

[mxustin]

То верно.

Про GUID — знаю, но все равно, спасибо за ссылку. Так, я думаю, что если хотя бы по абзацу описать все существующие способы получить энтропию, то, в принципе, на книжку наберется