Zufallsgenerator

Ein Zufallsgenerator ist eine Vorrichtung, die im Idealfall rein zufällig verteilte Zahlen aus einer Zahlenmenge erzeugt. Meist handelt es sich um Pseudozufallsgeneratoren, die durch mathematische Operationen pseudozufällige Folgen von Einsen und Nullen erzeugen. Anwendungen von Zufallsgeneratoren finden sich in der Nachrichtentechnik und in der Kryptografie sowie bei der mathematischen Modellierung von Prozessen.

Klassische Zufallsgeneratoren

Hierzu können Münzwurf, Würfel, Lostrommeln, Roulette und ähnliche "Glücksräder" sowie die Geräte zur Ziehung der Lottozahlen gezählt werden.

Zufallsgeneratoren auf Basis von elektronischen Rauschgeneratoren

Rein zufällige Fluktuationen des Stromes in Dioden, Transistoren und (früher) Elektronenröhren können in so genannten Rauschgeneratoren als Quelle für elektronische Zufallsgeneratoren dienen. Als Quelle kann statt des Rauschens eines Halbleiterbauelementes auch das thermische Rauschen eines Widerstands dienen.

Zufallsgeneratoren auf Basis des radioaktiven Zerfalls

Auch die Detektion von Gammaquanten oder ionisierender Partikelstrahlung von radioaktiven Proben in Geigerzählern führt zu zeitlich nicht vorhersehbaren elektrischen Impulsen, was zur Erzeugung von zufälligen Ziffernfolgen verwendet werden kann.

Pseudozufallsgeneratoren

• Zufallsgenerator-Software. Bestimmte mathematische Operationen können pseudozufällige Zahlenfolgen erzeugen. In vielen Programmiersprachen wird die Erzeugung von Zufallszahlen als eingebaute Funktion bereitgestellt.
• Mit so genannten rückgekoppelten Schieberegistern kann eine scheinbar zufällige Folge von Einsen und Nullen erzeugt werden. Solche Folgen haben eine bestimmte Länge, z.B. 2¹⁰-1 = 1023 bei einem 10-stufigen Schieberegister und wiederholen sich dann exakt. Das Verfahren kann auch sehr einfach per Software ausgeführt werden.

Weblinks

• Animierte Darstellung eines rückgekoppelten Schieberegisters bei Wikipedia