
【計】 random number generator; random number program
在計算機科學領域,隨機數生成程式(Random Number Generator Program)指通過算法或物理現象産生不可預測數值序列的軟件模塊。根據美國國家标準與技術研究院(NIST)的定義,這類程式可分為僞隨機數生成器(PRNG)和真隨機數生成器(TRNG)兩大類型。
僞隨機數生成器依賴确定性算法創建數值序列,典型實現包括線性同餘法(Linear Congruential Generator)和梅森旋轉算法(Mersenne Twister)。國際商業機器公司(IBM)技術文檔指出,前者通過遞推公式$X_{n+1} = (aX_n + c) mod m$生成周期序列,後者則可産生長達$2^{19937}-1$位周期的優質隨機數。
真隨機數生成器則基于物理熵源,如半導體噪聲或量子現象。國際電氣電子工程師協會(IEEE)标準要求這類系統需通過統計測試套件驗證,包括頻數測試、遊程測試和離散傅裡葉變換測試等15項核心指标。密碼學應用中,互聯網工程任務組(IETF)在RFC 4086文件中明确規定,安全通信協議必須采用經認證的隨機源生成加密密鑰。
以下基于通用知識對“隨機數生成程式”進行解釋:
隨機數生成程式是計算機中用于産生不可預測或統計上隨機數字序列的算法或工具。其核心目标是生成滿足特定隨機性要求的數值,主要分為兩類:
僞隨機數生成器(PRNG)
真隨機數生成器(TRNG)
關鍵特性對比:
主要應用領域:
注:在安全敏感場景(如區塊鍊、銀行系統)中,通常采用經過密碼學安全驗證的算法(如Fortuna算法)。實際開發中可通過編程語言内置庫(如Python的random
模塊或secrets
模塊)調用相關功能。
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