如果有人看到一个随机数发生器怎么会知道？

Question

我一直在阅读有关随机数及其生成器的各种文章。我从中得出了3个重要的结论：

• 随机数不是真正随机的
• 很多时候他们有偏见（模偏见）
• 当他们试图“随机行动”时，人类无法成为随机数字生成器

因此，考虑到后者 - 大多数这些观察结果，我们将如何能够

1. 告诉我们看到的一系列数字是否真的是随机的，更重要的是
2. 我们有什么方法可以证明所说的序列真的是随机的吗？

Answer 1

非常简单的测试：

如果你真的想进入测试随机数，你可以模拟一个从1-100 100次输出随机数的程序作为例子。 然后查看这些数字，看看是否有任何模式。然后通过多次重新启动程序并重复该过程来执行该测试。 检查所有数据以确定随机数是否总是随机的，在个别测试期间是随机的，还是从不。 ：P

Answer 2

测试随机数生成器可能主要取决于您想要查找的内容。即使纯粹的不可重复性也不能保证随机性。

有些公司会为了认证目的而测试随机数发生器（例如在线赌场）。我很快发现的一个名为iTech Labs，尽管their testing methodology page在技术细节方面还有很多不足之处。

其他测试人员和认证机构publish the required data for a certification;这里有更具体的细节，但没有你想要的那么多。

您可能会进行统计分析，并将随机数生成器的结果与“真实”随机源进行比较，但无论如何，可以通过尝试将真正的随机源转换为可能空间来产生偏差。

Answer 3

随机性测试验证序列的数学属性。例如，进入频率（所有符号预期具有相同的频率），局部方差，序列分析（符号的概率不得取决于先前的符号）。 确切的证据不存在，但有一个品质因素 - 序列真正随机的概率。 另一个标准可以基于可压缩性：真随机性具有最大熵并且因此不能被压缩。 当然，这种测试对于随机性来说是不可靠的，但是可以使用zlib这样的现成工具进行快速而肮脏的测试。

Answer 4

我很想说，只要您生成足够大的1,000,000+样本集，您就应该看到或多或少出现（伪）随机数的均匀分散。但是，我确信一些数学天才有一种方法可以诋毁这种情况，因为根据概率法，你可以获得一个数字的运行，就像任何其他序列一样。

根据我的阅读，如果你真的需要随机数，最好尝试重用加密库使用的。密码学领域显然很复杂，并且依赖于密钥生成的随机数。从OWASP's guide titled "Reversible Authentication Tokens"中的部分可以看出......

  

生成安全身份验证令牌的唯一方法是确保   没有办法预测他们的序列。换句话说：真随机   号。

     

可以说计算机无法生成真正的随机数   数字，但使用新技术，如阅读鼠标移动和   关键笔画改善熵有显着增加   随机数发生器的随机性。你不这样做至关重要   试着自己实现这个;使用现有的，经过验证的   实施是非常可取的。

     

大多数操作系统都包含生成随机数的函数   几乎可以从任何编程语言中调用它。

我的看法是，除非您自己编写加密库，否则请相信那些（例如使用Java加密扩展），这样您就不必亲自证明它。