伪随机数发生器

Question

创建最佳伪随机数生成器的最佳方法是什么？ （任何语言都有效）

Answer 1

创建一个的最好方法是不要。

Pseudo-random number generators是一个非常复杂的主题，所以最好使用那些对该主题有很好理解的人们所做的实现。

Answer 2

这一切都取决于应用程序。例如，创建“最随机”数字的生成器可能不是最快或最具内存效率的生成器。

Mersenne Twister算法是一种流行的，相当快速的伪随机数生成器，可以产生非常好的结果。它有一个非常大的时期，但也是一个相对巨大的状态（2.5 kB）。但是，对于加密应用程序而言，它被认为不够好。

更新：由于这个答案已经写好，PCG family of algorithms已经发布，似乎在大多数方面（速度，内存，随机性和周期）都优于现有的非加密算法，任何but cryptography的完美选择。

如果你正在加密，我的答案仍然是：不要自己动手。

Answer 3

德国杂志C't在2/2009期刊中测试了许多软件和硬件生成器，并通过各种统计测试来运行结果。

我扫描了结果here。

我不打算写我自己的。文章提到甚至唐纳德克努特也没有使用他的“超级随机数发生器”，这毕竟不是随机的。得到一个通过所有测试（在所有列中得到结果＆gt; 0）。他们还测试了采用VIA EPIA M10000主板的设置，该主板具有硬件RNG。我喜欢这种商业或半商业设置的选项，它需要一个具有高吞吐量的强大的随机数服务器。

当然，除非您正在玩游戏，否则this可能已经足够好了。

Answer 4

PRNG算法很复杂，正如获取正确的熵源以使它们运行良好一样。这不是你想要自己做的事情。每种现代语言都有一个PRNG库，几乎可以肯定适合您的使用。

Answer 5

Yikes，这会让VEEEEEERY变得复杂！对于如何测量随机数生成器的“随机性”似乎有很多指标，因此很难测量哪些是“最佳”的。我会从Numerical Recipes in C（或者你能找到的任何语言）开始，举几个例子。我从那里给出的例子中编写了我的第一个简单的。

编辑：从确定您需要随机数生成器的复杂程度开始也很重要。我记得在C年前我发现默认的随机数发生器有一个大约32,767的周期，这意味着在生成那么多数字之后它会定期重复，这让我记忆犹新！如果你需要几个骰子，那很好。但是，当您需要为模拟生成数百万个“随机”值时。

Answer 6

请参阅Pitfalls in Random Number Generation

Answer 7

请参阅TestU01测试套件的此链接，其中包括几组测试。

http://www.iro.umontreal.ca/~simardr/testu01/tu01.html

在论文中，作者演示了各种现有RNG的测试结果，而不是.NET System.Random（据我所知）。虽然他测试了VB6的发生器。

很少有人通过所有考试......

Answer 8

从knuth seminumeric中偷出一个。 它质量高，易于实施。 它使用一对数组，加法和几个ifs。 如果我没记错的话，便宜，有效，且长期很长2 ^ 55。

Answer 9

如果您打算使用C ++，Boost有一系列PRNG，我比标准库中的任何东西都要多得多。 documentation可能有助于挑出一个。与往常一样，PRNG的好坏取决于您使用它的目的。

Answer 10

https://github.com/fsssosei/Pure_PRNG 用于通过统计测试的 PRNG 算法的 Python 库

Answer 11

我的收藏夹是Hardware random number generators