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Você já se perguntou como Math.random() funciona? O que é um número aleatório e como ele é obtido? Imagine uma pergunta de entrevista - escreva seu gerador Números aleatórios em algumas linhas de código. Então, o que é isso, um acidente e é possível prever isso?

Estou muito fascinado por vários quebra-cabeças e tarefas de TI, e o gerador de números aleatórios é uma dessas tarefas. Normalmente no meu canal Telegram analiso todos os tipos de quebra-cabeças e diversas tarefas de entrevistas. O problema do gerador de números aleatórios ganhou grande popularidade e eu queria perpetuá-lo nas profundezas de uma das fontes de informação autorizadas - isto é, aqui em Habré.

Este material será útil para todos aqueles desenvolvedores front-end e desenvolvedores Node.js que estão na vanguarda da tecnologia e desejam entrar em um projeto/startup blockchain, onde questões sobre segurança e criptografia, pelo menos nível básico, eles até perguntam aos desenvolvedores front-end.

Gerador de números pseudo-aleatórios e gerador de números aleatórios

Para obter algo aleatório, precisamos de uma fonte de entropia, uma fonte de algum caos a partir da qual usaremos para gerar aleatoriedade.

Essa fonte é utilizada para acumular entropia e obter dela um valor inicial (semente), necessário para que geradores de números aleatórios (RNG) gerem números aleatórios.

O Gerador de Números Pseudo-Aleatórios usa uma única semente, daí sua pseudo-aleatoriedade, enquanto o Gerador de Números Aleatórios sempre gera um número aleatório começando com uma variável aleatória de alta qualidade extraída de várias fontes de entropia.

A entropia é uma medida de desordem. A entropia da informação é uma medida da incerteza ou imprevisibilidade da informação.

Acontece que para criar uma sequência pseudo-aleatória precisamos de um algoritmo que irá gerar uma determinada sequência com base em uma determinada fórmula. Mas tal sequência pode ser prevista. No entanto, vamos imaginar como poderíamos escrever nosso próprio gerador de números aleatórios se não tivéssemos Math.random()

PRNG possui algum algoritmo que pode ser reproduzido.
RNG é o processo de obtenção de números inteiramente a partir de algum tipo de ruído, cuja capacidade de cálculo tende a zero. Ao mesmo tempo, o RNG possui certos algoritmos para equalizar a distribuição.

Criamos nosso próprio algoritmo PRNG

Gerador de números pseudoaleatórios (PRNG) é um algoritmo que gera uma sequência de números cujos elementos são quase independentes entre si e obedecem a uma determinada distribuição (geralmente uniforme).

Podemos pegar uma sequência de alguns números e extrair deles o módulo do número. O exemplo mais simples que vem à mente. Precisamos pensar em qual sequência pegar e o módulo de quê. Se você passar diretamente de 0 a N e módulo 2, obterá um gerador de 1 e 0:

Função* rand() ( const n = 100; const mod = 2; deixe i = 0; while (true) ( ​​​​yield i % mod; if (i++ > n) i = 0; ) ) deixe i = 0; for (deixe x de rand()) ( if (i++ > 100) break; console.log(x); )
Esta função gera a sequência 01010101010101... e nem pode ser chamada de pseudo-aleatória. Para que um gerador seja aleatório, ele deve passar no próximo teste de bit. Mas não temos essa tarefa. No entanto, mesmo sem quaisquer testes podemos prever a próxima sequência, o que significa que tal algoritmo não é adequado, mas estamos na direção certa.

E se pegarmos alguma sequência bem conhecida, mas não linear, por exemplo, o número PI. E como valor do módulo não tomaremos 2, mas outra coisa. Você pode até pensar na alteração do valor do módulo. A sequência de dígitos em Pi é considerada aleatória. O gerador pode operar usando números Pi começando em algum ponto desconhecido. Um exemplo de tal algoritmo, com uma sequência baseada em PI e um módulo variável:

Vetor const = [...Math.PI.toFixed(48).replace(".","")]; função* rand() ( for (seja i=3; i<1000; i++) { if (i >99) eu = 2; para (seja n = 0; n Mas em JS, o número PI só pode ser exibido com até 48 dígitos e nada mais. Portanto, ainda é fácil prever tal sequência, e cada execução desse gerador sempre produzirá os mesmos números. Mas nosso gerador já começou a mostrar números de 0 a 9.

Conseguimos um gerador de números de 0 a 9, mas a distribuição é muito desigual e vai gerar sempre a mesma sequência.

Podemos pegar não o número Pi, mas o tempo na representação numérica e considerar esse número como uma sequência de números, e para garantir que a sequência não se repita todas as vezes, iremos lê-la do final. No total, nosso algoritmo para nosso PRNG ficará assim:

Função* rand() ( let newNumVector = () => [...(+nova data)+""].reverse(); let vector = newNumVector(); let i=2; while (true) ( ​​​​se (i++ > 99) i = 2; seja n=-1 enquanto (++n;< vector.length) yield (vector[n] % i); vector = newNumVector(); } } // TEST: let i = 0; for (let x of rand()) { if (i++ >100) pausa; console.log(x)
Isso já parece um gerador de números pseudo-aleatórios. E o mesmo Math.random() é um PRNG, falaremos sobre isso um pouco mais tarde. Além disso, cada vez obtemos um primeiro número diferente.

Na verdade, nestes exemplos simples Você pode entender como funcionam os geradores de números aleatórios mais complexos. E existem até algoritmos prontos. Como exemplo, vejamos um deles — este é o PRNG Linear Congruente (LCPRNG).

PRNG linear congruente

PRNG linear congruente (LCPRNG) é um método comum para gerar números pseudoaleatórios. Não é criptograficamente forte. Este método consiste em calcular os termos de uma sequência linear recorrente módulo algum número natural m, dado pela fórmula. A sequência resultante depende da escolha do número inicial — ou seja, semente. No Significados diferentes seed produz diferentes sequências de números aleatórios. Um exemplo de implementação de tal algoritmo em JavaScript:

Const a = 45; constc = 21; const m = 67; var semente = 2; const rand = () => semente = (a * semente + c)% m; for(seja i=0; i<30; i++) console.log(rand())
Muitas linguagens de programação usam LCPRNG (mas não exatamente esse algoritmo(!)).

Como mencionado acima, tal sequência pode ser prevista. Então, por que precisamos do PRNG? Se falamos de segurança, então o PRNG é um problema. Se falarmos de outras tarefas, essas propriedades podem ser uma vantagem. Por exemplo, para vários efeitos especiais e animações gráficas, pode ser necessário chamar random com frequência. E é aqui que a distribuição de significados e o desempenho são importantes! Algoritmos seguros não podem se orgulhar de velocidade.

Outra propriedade é a reprodutibilidade. Algumas implementações permitem especificar uma semente, e isso é muito útil se a sequência precisar ser repetida. A reprodução é necessária em testes, por exemplo. E há muitas outras coisas que não requerem um RNG seguro.

Como funciona Math.random()

O método Math.random() retorna um número de ponto flutuante pseudoaleatório do intervalo = crypto.getRandomValues(new Uint8Array(1)); console.log(rvalor)
Mas, ao contrário do PRNG Math.random(), esse método consome muitos recursos. O fato é que este gerador utiliza chamadas de sistema no SO para obter acesso às fontes de entropia (endereço mac, CPU, temperatura, etc...).

Um gerador de números online é um serviço auxiliar bastante simples e conveniente para determinar uma sequência de números aleatórios. “Os números governam o mundo”, disse certa vez Pitágoras. Mesmo nos tempos antigos, as pessoas acreditavam na magia dos números. Foi assim que surgiu a ciência da numerologia. Os números trazem alegria e tristeza às pessoas.
Desenvolvemos um gerador de números aleatórios para que certamente deixe todos os usuários felizes.

Contente:

Em que se baseia o programa de seleção aleatória?

Random - traduzido do inglês como “aleatório”. Muitas vezes, por coincidência mágica, os números selecionados involuntariamente acabam sendo o número de um bilhete de loteria, o seu número na lista de participantes do concurso.

Onde a seleção aleatória é usada?

A aleatoriedade numérica tornou-se generalizada:
no negócio de loteria
entre fãs de cassinos, hipódromos e diversas competições esportivas
na realização de competições sociais. redes

O sorteio online de números aleatórios garante uma seleção justa do vencedor.

Utilizando nosso serviço em loterias, você pode participar de projetos como Gosloto 5 de 36, 7 de 49, Stoloto e outros. Os fãs de cassino também irão apreciar nosso gerador online.

Infelizmente, o cérebro humano é muitas vezes capaz de duplicar informações e, às vezes, é difícil encontrar uma nova combinação. O gerador de números aleatórios lhe dirá como ganhar o prêmio desejado.

Como escolher um gerador de números

Existem muitos serviços semelhantes oferecidos online, mas existem 5 razões para escolher um gerador de números aleatórios RNG no site Supergenerators:

• simplicidade e facilidade de uso
• ampla gama de números
• conveniência da versão móvel
• nenhuma conexão específica com redes sociais
• instruções claras, interface específica

4 etapas para o sucesso com nosso randomizador:

1. Designe o intervalo numérico no qual você deseja amostrar
2. Determine o número desejado de números de saída
3. Clique no botão “Gerar”
4. Copie a resposta que recebeu e pule de alegria!

Com o Super Number Generator haverá mais momentos de sucesso em sua vida!
Obrigado por escolher nosso serviço online gratuito.
Estamos sempre felizes em ajudar você e seus amigos!

Os números nos acompanham em todos os lugares - números de casas e apartamentos, números de telefone, carros, passaportes, cartões plásticos, datas, senhas de e-mail. Nós mesmos escolhemos algumas combinações de números, mas a maioria obtemos por acaso. Sem perceber, usamos números gerados aleatoriamente todos os dias. Se criarmos códigos PIN, códigos exclusivos de cartão de crédito ou salário serão gerados por sistemas confiáveis ​​que excluem o acesso a senhas. Os geradores de números aleatórios fornecem segurança em áreas que exigem velocidade de processamento, segurança e independência de dados.

O processo de geração de números pseudoaleatórios está sujeito a certas leis e é utilizado há muito tempo, por exemplo, em loterias. No passado recente, os sorteios eram realizados em máquinas lotéricas ou loterias. Agora, em muitos países, os números vencedores das loterias estaduais são determinados precisamente por um conjunto de números aleatórios gerados.

Vantagens do método

Portanto, um gerador de números aleatórios é um mecanismo moderno independente para determinar aleatoriamente combinações de números. A singularidade e perfeição deste método reside na impossibilidade de intervenção externa no processo. O gerador é um conjunto de programas construídos, por exemplo, em diodos de ruído. O dispositivo gera um fluxo de ruído aleatório, cujos valores atuais são convertidos em números e formam combinações.

A geração de números fornece resultados instantâneos - leva alguns segundos para criar uma combinação. Se falamos de loterias, os participantes podem saber imediatamente se o número do bilhete corresponde ao vencedor. Isso permite que os sorteios sejam realizados com a frequência que os participantes desejarem. Mas a principal vantagem do método é a imprevisibilidade e a impossibilidade de cálculo do algoritmo de seleção de números.

Como os números pseudoaleatórios são gerados

Na verdade, os números aleatórios não são aleatórios – a série começa a partir de um determinado número e é gerada por um algoritmo. Um gerador de números pseudoaleatórios (PRNG ou PRNG - gerador de números pseudoaleatórios) é um algoritmo que gera uma sequência de números aparentemente não relacionados, geralmente sujeitos a uma distribuição uniforme. Na ciência da computação, números pseudoaleatórios são usados ​​em muitas aplicações: criptografia, modelagem de simulação, método de Monte Carlo, etc. A qualidade do resultado depende das propriedades do PRNG.

A fonte de geração pode ser ruído físico, desde radiação cósmica até ruído em um resistor, mas tais dispositivos quase nunca são usados ​​em aplicações de segurança de rede. Os aplicativos criptográficos usam algoritmos especiais que geram sequências que não podem ser estatisticamente aleatórias. No entanto, um algoritmo escolhido corretamente pode produzir séries de números que passam na maioria dos testes de aleatoriedade. O período de repetição nessas sequências é maior que o intervalo de trabalho do qual os números são retirados.

Muitos processadores modernos contêm um PRNG, como o RdRand. Como alternativa, conjuntos de números aleatórios são criados e publicados em um bloco único (dicionário). A fonte dos números, neste caso, é limitada e não fornece segurança de rede completa.

História do PRNG

O protótipo de gerador de números aleatórios pode ser considerado o jogo de tabuleiro Senet, comum no Antigo Egito em 3.500 aC. De acordo com as condições, participavam dois jogadores, os movimentos eram determinados pelo lançamento de quatro bastões planos pretos e brancos - eram uma espécie de PRNG da época. Os palitos eram lançados ao mesmo tempo e os pontos eram contados: se um caísse com o lado branco, 1 ponto e um movimento adicional, dois brancos - dois pontos, e assim por diante. O resultado máximo de cinco pontos foi recebido pelo jogador que lançou quatro palitos com o lado preto.

Hoje em dia, o gerador ERNIE tem sido usado há muitos anos no Reino Unido para sorteios de loteria. Existem dois métodos principais para gerar números vencedores: congruente linear e congruente aditivo. Esses e outros métodos baseiam-se no princípio da seleção aleatória e são fornecidos por software que produz números indefinidamente, cuja sequência é impossível de adivinhar.

O PRNG opera continuamente, por exemplo, em máquinas caça-níqueis. De acordo com a lei dos EUA, esta é uma condição obrigatória que todos os fornecedores de software devem cumprir.

Várias loterias, sorteios, etc. são frequentemente realizados em muitos grupos ou páginas públicas em redes sociais, Instagram, etc., e são usados ​​pelos proprietários de contas para atrair novos públicos para a comunidade.

O resultado desses sorteios muitas vezes depende da sorte do usuário, já que o ganhador do prêmio é determinado aleatoriamente.

Para fazer essa determinação, os organizadores de loteria quase sempre usam um gerador de números aleatórios online ou pré-instalado, distribuído gratuitamente.

Escolha

Muitas vezes, a escolha de tal gerador pode ser difícil, pois sua funcionalidade é bastante diferente - para alguns é significativamente limitada, para outros é bastante ampla.

Um número bastante grande de tais serviços está sendo implementado, mas a dificuldade é que eles diferem em escopo.

Muitos, por exemplo, estão vinculados por sua funcionalidade a uma rede social específica (por exemplo, muitos aplicativos geradores no VKontakte funcionam apenas com links dessa rede social).

Os geradores mais simples simplesmente determinam aleatoriamente um número dentro de um determinado intervalo.

Isso é conveniente porque não associa o resultado a uma postagem específica, o que significa que pode ser utilizado para sorteios fora da rede social e em diversas outras situações.

Eles essencialmente não têm outro uso.

<Рис. 1 Генератор>

Conselho! Na hora de escolher o gerador mais adequado, é importante considerar para que ele será utilizado.

Especificações

Para um processo mais rápido de escolha do serviço online ideal para geração de números aleatórios, a tabela abaixo mostra as principais características técnicas e funcionalidades de tais aplicativos.

Tabela 1. Características de funcionamento de aplicativos online para geração de número aleatório

Nome	Rede social	Vários resultados	Selecione em uma lista de números	Widget online para o site	Selecione em um intervalo	Desativando repetições
RandStuff		Sim	Sim	Não	Sim	Não
Lançar lotes	Site oficial ou VKontakte	Não	Não	Sim	Sim	Sim
Número aleatório	Site oficial	Não	Não	Não	Sim	Sim
Aleatório	Site oficial	Sim	Não	Não	Sim	Não
Números aleatórios	Site oficial	Sim	Não	Não	Não	Não

Todas as aplicações discutidas na tabela são descritas com mais detalhes abaixo.

<Рис. 2 Случайные числа>

RandStuff

<Рис. 3 RandStuff>

Você pode usar este aplicativo online seguindo o link para seu site oficial http://randstuff.ru/number/.

Este é um gerador simples de números aleatórios, caracterizado por uma operação rápida e estável.

Ele foi implementado com sucesso tanto no formato de um aplicativo independente separado no site oficial quanto como um aplicativo na rede social VKontakte.

A peculiaridade deste serviço é que ele pode selecionar um número aleatório tanto de um intervalo especificado quanto de uma lista específica de números que podem ser especificados no site.

Prós:

• Trabalho estável e rápido;
• Falta de conexão direta com uma rede social;
• Você pode selecionar um ou vários números;
• Você só pode escolher entre os números especificados.

Desvantagens:

• Incapacidade de realizar um sorteio VKontakte (isso requer um aplicativo separado);
• Os aplicativos VKontakte não funcionam em todos os navegadores;
• O resultado às vezes parece previsível porque apenas um algoritmo de cálculo é usado.

As avaliações dos usuários sobre este aplicativo são as seguintes: “Determinamos os vencedores nos grupos VKontakte por meio deste serviço. Obrigado”, “Você é o melhor”, “Eu só uso este serviço”.

Lançar lotes

<Рис. 4 Cast Lots>

Este aplicativo é um gerador de funções simples, implementado no site oficial na forma de um aplicativo VKontakte.

Existe também um widget gerador para inserir em seu site.

A principal diferença do aplicativo anterior descrito é que permite desabilitar a repetição do resultado.

Ou seja, ao realizar várias gerações seguidas em uma mesma sessão, o número não se repetirá.

• Disponibilização de widget para inserção em site ou blog;
• Capacidade de desativar a repetição de resultados;
• A presença da função “ainda mais aleatoriedade”, após a ativação da qual o algoritmo de seleção muda.

Negativo:

• Incapacidade de determinar vários resultados ao mesmo tempo;
• Incapacidade de selecionar em uma lista específica de números;
• Para selecionar um vencedor em públicos, você deve usar um widget VKontakte separado.

As avaliações dos usuários são as seguintes: “Funciona de forma estável, é bastante conveniente de usar”, “Funcionalidade conveniente”, “Eu só uso este serviço”.

Número aleatório

<Рис. 5 Случайное число>

Este serviço está localizado em http://randomnumber.rf/.

Gerador simples com funções mínimas e recursos adicionais.

Pode gerar números aleatoriamente dentro de um intervalo especificado (máximo de 1 a 99.999).

O site não possui nenhum design gráfico e por isso a página carrega facilmente.

O resultado pode ser copiado ou baixado com o clique de um botão.

Negativo:

• Falta de widget para VKontakte;
• Não há possibilidade de realização de sorteios;
• Não há como incorporar o resultado em um blog ou site.

Aqui está o que os usuários dizem sobre este serviço: “Um bom gerador, mas funções insuficientes”, “Pouquíssimos recursos”, “Adequado para gerar números rapidamente sem configurações desnecessárias”.

Aleatório

<Рис. 6 Рандомус>

Você pode usar este gerador de números aleatórios em http://randomus.ru/.

Outro, bastante simples, mas gerador de números aleatórios funcional.

O serviço possui funcionalidade suficiente para determinação de números aleatórios, mas não é adequado para realização de sorteios e outros processos mais complexos.

Negativo:

• Impossibilidade de realizar desenhos baseados em republicações de uma postagem, etc.
• Não há aplicativo para VKontakte ou widget para o site;
• Não é possível desativar a repetição de resultados.

Novo gerador de números aleatórios sem repetições. Possui um algoritmo de geração de números atualizado. Este gerador elimina a possibilidade de repetição de números. O gerador de números aleatórios permite excluir números individuais do resultado.

Para gerar um número, selecione um número de origem. Selecione o número final. Especifique o número de números a serem gerados. Além disso, você pode especificar números a serem ignorados.

Este gerador de números usa um algoritmo complexo. Isso garante que cada número seja verdadeiramente aleatório.

Número aleatório

Por que precisamos disso? Por exemplo, para seleção cega. Isso é útil para determinar o vencedor da loteria. Ao determinar o vencedor da competição. Ao jogar na loteria. Quando você deseja obter uma combinação de números completamente por acaso.

Este é um gerador universal de números aleatórios. É adequado para qualquer necessidade de obter um número aleatório. Todos os números recebidos são completamente aleatórios. Você só precisa indicar os dados de origem. Nosso RNG fará o resto por você.
É bom ter um gerador aleatório sempre à mão. Você pode jogar na loteria facilmente. Estando confiante de que esses números foram obtidos aleatoriamente.

Gerador de números aleatórios para loteria

Você deseja obter números aleatórios sem repetição. Além disso, você não precisa de alguns números. Porque na sua opinião eles definitivamente não vão cair. Você pode configurar facilmente o modo de que precisa em nosso gerador de números. E isso lhe dará apenas combinações úteis de números. Você não precisa mais de muitos geradores diferentes. Este RNG é universal. Este gerador é facilmente personalizável para você. O gerador não tem restrições quanto ao número e intervalo de números. Esta geração é realizada no lado do servidor e não no seu navegador. Eliminamos todos os fatores que poderiam influenciar o resultado da seleção aleatória.

Novo gerador RNG

Nosso gerador aleatório embaralha os números várias vezes. Não geramos apenas números aleatórios. Primeiro embaralhamos todos os números entre os quais devemos escolher. Isso é feito várias vezes. E só depois disso selecionamos aleatoriamente um determinado número de números novamente. Esta abordagem para geração de números aleatórios garante que a seleção seja aleatória.