浅谈随机数发生器

      今天在微博上到一篇如何使用随机数的文章，让我回忆起刚上大一时学C语言时，书后有道调用rand()函数的练习题，当时觉得好神奇，想知道它是怎么实现的，大二时候学Java又遇到了random()函数，恰巧当时上机课我有机会问老师，遗憾的是老师只是告诉我那是伪随机数，课后查查资料才了解。如今来一篇关于随机数发生器博文来回忆一下神奇的随机数。

     众所周知，我们平时所使用的无论什么编程语言都会提供一个随机数函数，而且它是伪随机数（Pseudo Random Number），它是由算法计算得出的，是可以预测的，也就是说当随机种子相同时，对于同一个随机函数，得出的随机数列是固定不变的，亚裔唯一图灵奖得主姚期智就是研究的就是伪随机数生成论；与之对应的就是真随机数（True Random Number）它是真正的随机数，无法预测且无周期性；还有一种是产生随机数的发生器是密码学伪随机数发生器(Cryptographically Secure Pseudo-Random Number Generator)常用的算法有 MD5 ，SHA1 等标准, 这里不做过多讨论，说说最基本的前两种：

    像无法实现永动机一样，想要实现真随机数靠程序是永远无法实现的，很多情况下只能看老天的眼色，比如布朗运动，量子效应，放射性衰变等。第一个真随机数发生器是1955年由Rand公司创造的，而在1999年，intel发布Intel810芯片组时，就配备了硬件随机数发生器，基于IntelRNG的真随机数生成器可以生成满足独立性和分布均匀性的真随机数，目前大部分芯片厂商都集成了硬件随机数发生器，只要安装相应驱动，了解读取寄存器地址，可以直接调用发生器。Intel810RNG的原理大概是：利用热噪声(是由导体中电子的热震动引起的)放大后，影响一个由电压控制的振荡器，通过另一个高频振荡器来收集数据。TRNG的类型主要有：

i.振荡器采样：就是上述Intel采用的方式。

ii.直接放大电路噪声：利用电路中各种噪声，如上述的热噪声作为随机源，由于强度小，所以先要对其放大，然后对一定时间内超过阈值的数据进行统计，这样就产生的随机数。.

iii.电路亚稳态:亚稳态表示触发器无法在规定时间内达到一个可确认状态，一定条件下，触发器达到两个稳态的几率为50%，所以先使电路进入亚稳态，之后根据状态转化为随机数。

iv.混沌电路：不可预测，对初始条件的敏感的依赖性。以及混沌电路在芯片中易于实现的特点，可以产生效果不错的随机数。

如宇宙射线，粒子衰变，空气噪声等作为随机源，来产生随机数。

人为可以产生随机数吗？当然能！听说一个HR拆选简历的方式是往天上一扔，掉在桌子上的简历就通过，这个HR确认懂随机啊，而且是真随机。这类随机生活中随处可见，掷骰子，抓麻将&