Qué es un generador de números aleatorios y cómo funciona

¿Qué es un generador de números aleatorios?

Un generador de números aleatorios (RNG, por sus siglas en inglés) es un sistema que produce una secuencia de números impredecible, sin lógica y que no se puede manipular.

Tipos de generadores de números aleatorios

Hay dos tipos de generadores de números aleatorios: los físicos o reales y los de software o pseudoaleatorios (conocidos en ingles como PRNG).

Los generadores de números aleatorios físicos o reales

Los generadores de números aleatorios físicos o reales utilizan cualidades físicas impredecibles para generar números aleatorios. Por ejemplo, algunas de las fuentes de entropía física utilizadas incluyen:

• Ruido atmosférico: el ruido generado por los electrones en el aire puede ser medido y convertido en una secuencia de bits aleatorios.
• Tiempos de llegada de partículas radiactivas: la radiación natural del ambiente produce partículas radiactivas que llegan a un detector en momentos impredecibles y estos tiempos de llegada pueden ser utilizados para generar números aleatorios.
• Ruido térmico: los componentes electrónicos generan ruido térmico, que puede ser medido y convertido en una secuencia de bits aleatorios.

Una vez que se ha medido una fuente de entropía física, se utiliza un proceso de acondicionamiento para convertir la señal en una secuencia de bits aleatorios de alta calidad. El acondicionamiento puede incluir la eliminación de cualquier sesgo en la señal, la normalización de la amplitud de la señal y la realización de pruebas estadísticas para asegurarse de que los bits generados son verdaderamente aleatorios.

En general, los RNG verdaderamente aleatorios son considerados más seguros que los RNG pseudoaleatorios, ya que no dependen de algoritmos matemáticos y son menos susceptibles a la predicción y la manipulación. Sin embargo, los RNG verdaderamente aleatorios pueden ser más lentos y costosos de implementar que los RNG pseudoaleatorios, y pueden ser más difíciles de generar en grandes cantidades.

Los pseudogeneradores de números aleatorios o generadores de números aleatorios de software

Los RNG pseudoaleatorios son algoritmos matemáticos que utilizan una semilla inicial (también llamada "estado") para generar una secuencia de números aparentemente aleatorios. A diferencia de los RNG verdaderamente aleatorios, los RNG pseudoaleatorios son deterministas: dada una semilla inicial, siempre generarán la misma secuencia de números.

Los algoritmos de RNG pseudoaleatorios suelen ser algoritmos recursivos que generan un número aleatorio a partir de uno o varios números anteriores. Estos algoritmos suelen ser diseñados para producir números que parecen ser aleatorios y sin patrones discernibles, pero que en realidad son determinados por la semilla inicial y el algoritmo utilizado.

Es importante que se realicen pruebas estadísticas en la secuencia generada para asegurarse de que no hay patrones discernibles.

Cómo se elige la semilla inicial

La semilla inicial se suele elegir mediante fuentes de entropía física o mediante una combinación de eventos incontrolables.

Es importante tener en cuenta que la elección de la semilla inicial puede tener un gran impacto en la calidad de la secuencia de números aleatorios generada. Una semilla inicial pobremente elegida puede llevar a patrones o ciclos en la secuencia generada, lo que puede comprometer la seguridad y la aleatoriedad de la secuencia. Por lo tanto, es importante elegir cuidadosamente la semilla inicial y realizar pruebas estadísticas para asegurarse de que la secuencia generada es verdaderamente aleatoria y de alta calidad.

Además, la semilla inicial debe ser diferente para cada aplicación.

¿Para qué se usan los generadores de números aleatorios?

Los generadores de números aleatorios se pueden utilizar entre otras cosas para:

Los generadores de números aleatorios en los casinos online

Una de las partes fundamentales de la seguridad de los casinos online son los generadores de números aleatorios. Sin embargo, los juegos de los casinos online necesitan resultados demasiado rápidamente como para poder utilizar generadores de números leatorios físicos. Por tanto, untilizan generadores de números aleatorios de software.

Las autoridades reguladores de juegos de azar exigen a los casinos que los resultados de sus juegos dependan de generadores de números aleatorios de alta calidad.

Por ejemplo, una de las caraterísticas de estos generadores es que están siempre funcionando, incluso si no juega nadie, porque de esa manera no se pueden conocer los números que han salido previamente. Lo cual, además, invalida prácticamente todas las estrategias de ruleta.

También es importante que los generadores de números aleatorios se puedan escalar de acuerdo a las necesidades de los juegos. No es lo mismo ni tiene los mismos resultados posibles una ruleta, que una tragaperras o un juego de bingo. El cambio de escala no debe afectar a la aleatoriedad.