O que é um gerador de números aleatórios e como funciona?

O que é um gerador de números aleatórios?

Um gerador de números aleatórios (RNG) é um sistema que produz uma sequência de números imprevisível, lógica e que não pode ser manipulada.

Tipos de geradores de números aleatórios

Existem dois tipos de geradores de números aleatórios: os físicos ou reais e os de software ou pseudoaleatórios (conhecidos em inglês como PRNG).

Geradores de números aleatórios físicos ou reais

Geradores de números aleatórios físicos ou reais usam qualidades físicas imprevisíveis para gerar números aleatórios. Por exemplo, algumas das fontes de entropia física utilizadas incluem:

• Ruído atmosférico: O ruído gerado pelos elétrons no ar pode ser medido e convertido em uma sequência de bits aleatórios.
• Tempos de chegada de partículas radioativas: a radiação natural do ambiente produz partículas radioativas que chegam ao detector em horários imprevisíveis e esses tempos de chegada podem ser usados ​​para gerar números aleatórios.
• Ruído térmico: Componentes eletrônicos geram ruído térmico, que pode ser medido e convertido em uma sequência de bits aleatórios.

Depois que uma fonte de entropia física é medida, um processo de condicionamento é usado para converter o sinal em uma sequência de bits aleatórios de alta qualidade. O condicionamento pode incluir a remoção de qualquer tendência no sinal, a normalização da amplitude do sinal e a realização de testes estatísticos para garantir que os bits gerados sejam verdadeiramente aleatórios.

Em geral, os RNGs verdadeiramente aleatórios são considerados mais seguros do que os RNGs pseudoaleatórios, pois não dependem de algoritmos matemáticos e são menos suscetíveis à previsão e manipulação. No entanto, RNGs verdadeiramente aleatórios podem ser mais lentos e mais caros de implementar do que RNGs pseudoaleatórios e podem ser mais difíceis de gerar em grandes quantidades.

Geradores de números pseudoaleatórios ou geradores de números aleatórios de software

Os RNGs pseudoaleatórios são algoritmos matemáticos que usam uma semente inicial (também chamada de "estado") para gerar uma sequência de números aparentemente aleatórios. Ao contrário dos RNGs verdadeiramente aleatórios, os RNGs pseudoaleatórios são determinísticos: dada uma semente inicial, eles sempre gerarão a mesma sequência de números.

Algoritmos RNGs pseudoaleatórios são normalmente algoritmos recursivos que geram um número aleatório a partir de um ou mais números anteriores. Esses algoritmos geralmente são projetados para produzir números que parecem aleatórios e sem padrões discerníveis, mas na verdade são determinados pela semente inicial e pelo algoritmo usado.

É importante que sejam realizados testes estatísticos na sequência gerada para garantir que não haja padrões discerníveis.

Como escolher a semente inicial

A semente inicial é geralmente escolhida por fontes de entropia física ou por uma combinação de eventos incontroláveis.

É importante notar que a escolha da semente inicial pode ter um grande impacto na qualidade da sequência de números aleatórios gerada. Uma semente inicial mal escolhida pode levar a padrões ou ciclos na sequência gerada, o que pode comprometer a segurança e a aleatoriedade da sequência. Portanto, é importante escolher cuidadosamente a semente inicial e realizar testes estatísticos para garantir que a sequência gerada seja verdadeiramente aleatória e de alta qualidade.

Além disso, a semente inicial deve ser diferente para cada aplicação.

Para que são usados ​​os geradores de números aleatórios?

Geradores de números aleatórios podem ser usados, entre outras coisas, para:

Geradores de números aleatórios em cassinos online

Uma das partes fundamentais da segurança dos casinos online são os geradores de números aleatórios. No entanto, os jogos de casino online precisam de resultados rápidos para utilizar geradores físicos de números aleatórios. Portanto, eles usam geradores de números aleatórios de software.

Os reguladores de jogos de azar exigem que os cassinos dependam de geradores de números aleatórios de alta qualidade para os resultados dos jogos.

Por exemplo, uma das características destes geradores é que estão sempre funcionando, mesmo que ninguém esteja jogando, pois assim não é possível saber os números que foram sorteados anteriormente. O que também invalida praticamente todas as estratégias da roleta.

Também é importante que os geradores de números aleatórios possam ser dimensionados de acordo com as necessidades dos jogos. Uma roleta não é a mesma nem tem os mesmos resultados possíveis que uma caça níqueis ou um jogo de bingo. A mudança na escala não deve afetar a aleatoriedade.