атмосферный шум и генерация случайных чисел Java

Question

Мне было интересно узнать, как можно использовать атмосферный шум для генерации истинных случайных чисел.Я знаю, RANDOM.ORG делает это, но они (конечно) не объясняют, что это за процесс и как его можно реализовать.Я хотел бы знать, как этот процесс работает и как он может быть реализован в Java.Я заглянул в эту статью , но это для .net, поэтому я не понимаю этого.Я также заглянул в статью RANDOM.ORG об истинной случайности. Если кто-то может дать мне общее представление об этих работах и ​​о том, как они могут быть реализованы, это будет с благодарностью.

Answer 1

Скорее всего, если вы купили компьютер в прошлом году, в него встроен генератор случайных чисел, встроенный непосредственно в процессор.Это стало доступно, когда Intel начала поставки своих процессоров Core и Xeon на базе Ivy Bridge в апреле 2012 года.

В IEEE Spectrum есть отличная статья , в которой описывается, как Intelработает цифровой генератор случайных чисел.Они в основном связали два НЕ-вентиля в петлю, создавая непредсказуемую схему, которая устанавливается в состояние 0 или 1 из-за случайных эффектов теплового шума.Тепловой шум - это просто случайные атомные колебания, которые в значительной степени являются тем же физическим явлением, которое RANDOM.ORG использует при отборе «атмосферного шума».

Для действительно глубокого анализа RNG от Intel и качестваее вывод см. в этом PDF-документе из Cryptography Research , в частности, на странице 7.

Intel добавила новую инструкцию x86 под названием RDRAND , которая позволяет программам напрямую извлекать эти аппаратные средства.генерируемые случайные числа.Начиная с Java 7, JVM еще не добавил встроенную поддержку для этой инструкции (если она когда-либо будет).

Однако возможно вызвать RDRAND из Java с использованием JNI.Именно такой подход я использовал в проекте drnglib .Например:

DigitalRandom random = new DigitalRandom();
System.out.println(random.nextInt());

Метод nextInt() реализован как собственный вызов JNI, который вызывает RDRAND.Вот соответствующий стек вызовов:

• C: RdRandEngine.rdrand32 ()
• Java: RdRandEngine.engineNextInt ()
• Java: DigitalRandom.nextInt ()

Производительность RDRAND очень хорошая.Использование drnglib с восемью потоками дает ~ 760 МБ / с случайных данных.

Answer 2

Вы должны подключить радиоприемник к вашей машине (как этот: Philips FM1236 / F ТВ-тюнер / FM-радио / видео Карта захвата PCI).

Подключите его к свободному слоту PCI, и вы сможете проверить его работу с некоторым аудиоустройством (например, VLC Player).

Затем вы настраиваете его на частоту без отправки, и ваша программа подключается к устройству, которое оно представляет, чтобы сделать аудиозахват (правильный способ сделать это зависит от используемой вами карты, но это поможет: http://docs.oracle.com/javase/tutorial/sound/capturing.html)

Затем вы обрабатываете аудиозахват самым простым способом: сохраняйте его как волну на вашем диске и читайте его байт за байтом.

Answer 3

С веб-сайта random.org :

В конце 2009 года RANDOM.ORG подверглась серьезной реструктуризации в связи с увеличением числа клиентов и их потребностей в хорошей надежности.и производительность.В настоящее время существует распределенная конфигурация, в которой несколько узлов в разных географических точках генерируют случайность, подвергают ее статистическим проверкам и затем направляют отобранные случайные биты в службу облачного хостинга, из которой запускаются службы RANDOM.ORG.Эта новая архитектура повысила надежность, а также производительность сервиса и помогает сделать RANDOM.ORG подходящим для серьезных приложений (например, лотерейных розыгрышей), которые сейчас предлагаются.Испытано и верно, случайные числа по-прежнему генерируются с атмосферным шумом, но используемое сегодня оборудование и программное обеспечение далеки от 10-долларового приемника Radio Shack, который начал все это еще в 1997 году.

Онинет изображений узлов, которые измеряют атмосферный шум, но у них есть изображения узлов радиошума.

Answer 4

В Википедии есть интересная страница под названием Аппаратные генераторы случайных чисел .Проверьте это.Очень хорошо написано и с полезными ссылками на разных производителей.Однако некоторые из их продуктов недешевы.