Генератор случайных чисел принцип работы

Для понимания принципов действия генератора случайных чисел следует разобраться, на чем они основаны, как работает этот алгоритм.

Суть его функционирования заключается в том, что создается некий порядок чисел, которые абсолютно не зависят друг от друга. Расчет проводится на базе ряда параметров, которые характеризуют процесс, включенные в него элементы, действия и так далее. В ситуациях, где используются случайные числа, параметры изменяются в хаотической последовательности, то есть безо всякого порядка. В повседневной жизни есть довольно понятные и популярные примеры таких генераторов: подкидывание кубика, подбрасывание монетки и другие.

Принципы работы алгоритма

Для разработки генераторов случайных чисел используются несколько математических открытий: теория вероятности, теория хаоса. Они позволяют создать последовательность цифр, которую абсолютно невозможно предсказать. И неважно, о чем идет речь: о гранях игральной кости или шариках в лототроне. Такой мощный алгоритм разрабатывался не столько для индустрии игр или казино, сколько для науки. Там он используется для проведения исследований, использующих статистику для оценки данных.

Что называют случайностью и как ее сгенерировать?

Главное условие, обеспечивающее соблюдение грамотных принципов работы генератора, это абсолютно одинаковый шанс на выпадение любого числа, которые есть в заданной системе. Только такие принципы считаются честными. Каждое новое число, генерируемое таким способом, не зависит от факторов, повлиявших на выпадение всех предыдущих цифр.

Если сформулировать более понятным языком, что следует сказать, что невозможно определить порядок или выявить зависимость между выпадающими цифрами в генераторе истинно случайных чисел. К примеру, первый бросок шестигранного игрального кубика дает шанс на выпадение цифры от 1 до 6 с абсолютно одинаковой вероятностью. Она равна 1/6 (около 16,67%). При любом последующем броске, будь то пятидесятый или тысячный, вероятность выпадения каждой цифры остается такой же.

Что называют псевдослучайностью?

Существует генератор, который создает псевдослучайные последовательности цифр. В нем при первом взгляде тоже отсутствуют любые закономерности, но это не совсем так. Если внутренний перечень цифр в нем ограничен, то последовательности могут повторяться через некоторое время. Но обычно это происходит после очень длинной цепочки выпавших чисел.

Читал про Генератор псевдослучайных чисел.

На самом деле, случайные числа нужны для нескольких целей, и алгоритма, подходящего для всех, нет и быть не может.
Для моделирования может быть важным нормальное распределение выпадающих чисел. Здесь и случайное число по формуле вполне прокатит.
Для игровых целей может быть важна именно высокая случайность числа (то есть, грубо говоря, вероятность выпадения 00000000, 0101010101 и 11111111 одинакова и не зависит от предыдущих выпадений).
Для безопасности обязательна невозможность выведения следующих чисел из предыдущих (или каких-то других условий).

Ну, а в идеале случайные числа вообще не должны вычисляться – если есть качественный поставщик энтропии. Это либо уже упомянутый аппаратный генератор, либо просто какие-то данные, которые невозможно восстановить или проанализировать одновременно с работой алгоритма. Зависит от конкретной задачи и условий.

качественный поставщик энтропии еще надо спроектировать доказать его случайность и т.д. и еще есть в нем есть физическое ограничение на скорость выдачи случайных чисел.

Обычно и не нужно таких сложностей, поэтому делается проще – ставится програмный генератор псевдослучайных чисел /dev/urandom, который периодически засеивается "абсолютно" случайным числом.
Кому нужно "абсолютно" случайное число может обращаться напрямую к /dev/random. Но он может исчерпаться и перестать выдавать числа.

Все случайные числа на самом деле псевдослучайные

3.2.1
The all-digital Entropy Source (ES), also known as a non-deterministic random bit generator (NRBG), provides a serial stream of entropic data in the form of zeroes and ones.

The ES runs asynchronously on a self-timed circuit and uses thermal noise within the silicon to output a random stream of bits at the rate of 3 GHz.

Рассказываю на пальцах.
Компьютер запомнил число (или кучу чисел), которое называется «случайная затравка» (random seed).
По команде «сгенерируй случайное число» он проводит два алгоритма.

1. Собственно генератор случайных чисел — преобразование seed → seed.
Например: seed := (37·seed + 234) mod 997.
(знаком :=, как в Паскале, я обозначил «переприсвоить»)

2. Интерпретация результатов: seed → Y*.
Например, y = seed/997.
Y — это [0…1), <1…6>или любое другое желаемое множество.
Y* — множество конечных последовательностей: каждый бросок генератора может не дать ни одного числа (и потребуется переброс), одно число, два числа… Например, наиболее известный генератор нормально распределённых чисел каждым броском даёт или ноль чисел (т.е. нужен переброс), или сразу два.

Затравку надо инициализировать чем-то действительно случайным, и для этого используют таймер, счётчик тактов и прочие труднопредсказуемые места. А ещё можно запомнить затравку и снова повторить ту же последовательность чисел (раньше это использовали для повторов и мультиплеера в играх).

Если же нужны настоящие случайные числа, да в большом количестве — это откровенно тяжело. В ход идут…
• таймеры и счётчики команд — ну, это понятно;
• шум в звуковой плате;
• задержки ввода с клавиатуры и мыши;
• аппаратные датчики случайных чисел на диодном шуме, применяемые в некоторых процессорах.
MacOS, например, этим добром не пользуется; и в dev/random, и в dev/urandom идёт один и тот же криптостойкий псевдослучайных генератор Ярроу.

Генератор Случайных Чисел (в дальнейшем ГСЧ) используется практически в каждой виртуальной слот-машине, видеопокере и любом другом виде азартных развлечений. Главная цель ГСЧ заключается в абсолютной непредсказуемости результата игры.

Четность детерминируется тем, что ни один игрок не имеет фактического преимущества над остальными пользователями либо над самим казино. ГСЧ генерирует более миллиона комбинаций, которые никогда не повторяются. А контроль работоспособности этой технологии ведется специализированными организациями.

Существуют ли эффективные стратегии по обману ГСЧ

Часто в сети можно найти вводящие в заблуждение статьи, которые предлагают якобы рабочие стратегии, позволяющие «без труда» обмануть ГСЧ. Можно официально заявить о том, что никаких стратегий в принципе не может существовать. Генератор основан на принципе случайного отбора. Конечно, существуют способы, которые позволяют заставлять работать ГСЧ так, как нужно человеку, но это уже является уголовным преступлением (взлом системы).

Справедливости ради стоит отметить, что «подгонять» различные события, происходящие в жизни, под определенный шаблон – это естественная функция мозга, которая присутствует у каждого человека. Если бы она отсутствовала, осознанное существование в современном мире было бы попросту невозможно.

Все попытки распознавания принципа работы ГСЧ обречены на провал. Глупо тратить огромные деньги, не для того чтобы получать удовольствие от азартных игр, а на то, чтобы «найти эффективную стратегию и разорить казино». Тем более, если представители казино заподозрят игрока в мошенничестве, то заморозят средства на счету. В лучшем случае…
Наиболее распространенные заблуждения о ГСЧ

Определить какие-то шаблоны подбора чисел невозможно, они абсолютно непредсказуемы. Подряд может случиться сразу несколько выигрышей. Так же череда проигрышей может тянуться очень долго. Ниже приводятся наиболее распространенные заблуждения в отношении функционирования ГСЧ:

Выигрыш джек-пота возможен сразу после прекращения игры

Это полная чушь! ГСЧ не прекращает работу даже в том случае, если в данный момент никто не использует, к примеру, слот-машину. Генерация случайных чисел идет постоянно. Смена комбинаций происходит каждую миллисекунду. Управление временем между запуском слот-машины – это все, что есть у игрока. Если он нажмет в момент, когда ГСЧ сгенерировал выигрышную комбинацию, успех на стороне пользователя.

После выдачи приза автомат долгое время не будет позволять снова выиграть

Наверняка уже многие поняли, что и этот миф не имеет под собой никого логического основания. Все зависит от того, как сгенерирует комбинации ГСЧ. Теоретически возможен случай, когда можно выиграть до 10 раз к ряду.

Все неудачи происходят из-за неверно выбранного бонуса

Наверняка многие игроки корили себя за то, что в бонусной игре выбрали не тот вариант – не сумели выиграть бесплатный спин или умножитель. Опять же, когда гэмблер лишь собирается прикоснуться к кнопке, у ГСЧ уже готов вариант чисел, который не может быть релевантным по определению (он абсолютно случайный).

Нажатие на стоп-кнопку позволяет управлять выигрышем

И снова это предвзятое суждение, основанное на каких-то домыслах или приметах. Это всего лишь случай! Преднамеренная остановка барабанов ровно, как и их запуск, не может приблизить или отдалить вас от джекпота.

Намеренное неиспользование игровой карты позволяет сорвать больший куш

Игровой аппарат не может запоминать или как-то отличать игровые карты различных пользователей. То есть, если игрок вытаскивает карту и сразу выигрывает, но это результат случая, а не какой-то последовательности действий. Глупо предполагать, что слот-машина считывает карту и дает команду больше не выдавать выигрышей именно владельцу этой карты.

Размер ставки влияет на количество выигрышных случаев генератора случайных чисел

Ложность этого мифа зависит от конкретной ситуации. Сегодня разработчики предлагают разнообразный софт. При заказе программного обеспечения можно настроить ГСЧ под каждый конкретный продукт (слот, кено, видеопокер и т.д.). Информацию об этом следует искать в лицензионном соглашении, а также в правилах на конкретную игру.

Владельцы казино могут настраивать ГСЧ по собственному усмотрению

Необходимо подчеркнуть, что ГСЧ – это продукт, который предоставляет разработчик владельцу реального казино либо онлайн-площадки. При желании он может попытаться провести собственную настройку. Но делать это по собственному усмотрению не имеет прав. Изначально он должен получить разрешение от регулирующих организаций, а после подстройки пригласить специалиста, который и осуществит сверку на соответствие принятым нормам.

Если настройка генератора будет проведена без ведома контролирующих организаций, владелец казино автоматически признается мошенником и преследуется законом.

Мифы, которые связаны только с игрой в онлайн-казино

Пожалуй, игра на виртуальных азартных площадках становится источником наибольшего количества различных сплетен и слухов. Это связано с тем, что игрок не общается с представителями казино напрямую, а верит наивным теориям. Отсюда появляется страх того, что в случае попадания к мошенникам, он не сможет вернуть свои деньги. Именно по этой причине отзывы других игроков носят архиважное значение. Организации и объединения, контролирующие деятельность казино, также вносят некоторую лепту в обеспечение финансовой защищенности игрока.

Осознание того, что правила не могут быть изменены в последний момент, позволяет наслаждаться игрой, а не ожидать подвоха каждую секунду.

После вывода большого количества средств с акканута казино больше не даст выигрывать

Можно утверждать, что игроки, которые поддерживают этот миф, совершенно не разбираются в технической части. Не представляется возможным связать деятельность ГСЧ с конкретным игроком. Это невозможно сделать никоим образом даже если очень захотеть. Кроме того, для просчета специальных «проигрышных комбинаций» потребовались бы дополнительные вычислительные мощности.

ГСЧ настраивается по-разному для бесплатных игр и для игр с реальными ставками

Это миф. Как правило, на всех играх конкретного казино действуют одни и те же установки в отношении ГСЧ. Более того, те же самые настройки действуют и для пробных режимов. То есть игрок может сделать полную оценку того, как работает, к примеру, игровой автомат (он будет одинаково функционировать и в тестовом режиме, и в режиме осуществления ставок реальными деньгами).

Когда игрок близок к тому, чтобы «отыграть» выданные ему бонусы, ГСЧ изменяет настройки в пользу казино

Генератор случайных чисел не может распознать – выигрывает игрок или нет. Все, для чего он необходим – это создание комбинаций. Разработка саморегулируемого программного обеспечения невозможна, так как до сих пор искусственный интеллект не был создан человеком.
ГСЧ защищает не только казино, но и самого игрока

Генератор случайных чисел по праву называется математическим гением, который не знает усталости. Он может работать сколь угодно долго, даже когда оборудование не используется игроком. Для того чтобы понять принцип работы ГСЧ, можно провести простую аналогию с бенгальским огнем, который испускает целый сноп искр, но какие-то из них больше, а другие – меньше.

Если вы находитесь на проигрышной серии ни в коем случае не стоит винить себя, день недели, или четность календарного числа. Ваш проигрыш зависит исключительно от генератора случайных чисел. Но и, если вы сорвали джек-пот, не обманывайте себя тем, что везение пришло из-за применения стратегии или крупной ставки. В успехе опять же виноват исключительно ГСЧ.